高温下含湿土壤表观热导率的实验研究

利用微细探针对高温下两种典型土壤的表观热导率进行测试分析。结果表明,温度对土壤表观热导率的影响十分明显。在该文实验条件下,当土壤饱和度大于25%时,土壤表观热导率开始明显高于常温值,并在40%(细砂)和50%(粉粘)饱和度附近出现峰值。此现象与含湿土壤孔隙中的水蒸气强化扩散作用密切相关。在实验数据基础上,回归水蒸气运移增强因子的计算参数,可为高温土壤热湿迁移过程建模提供一定的指导作用。

Er_(3)Ni颗粒4~40 K温区表观热导率测量及其回热器漏热特性

研制了颗粒状磁性材料低温表观热导率测量装置,对Er_(3)Ni在4~40 K及不同氦气压力下的表观热导率进行了测量并计算了Er_(3)Ni热导率系数。在不同温区的测试结果表明,真空状态下,Er_(3)Ni颗粒表观热导率为0.11~0.22 W/m·K,对应的热导率系数为0.31~0.53;当氦气压力增大至1.4~2.2 MPa后,表观热导率趋于稳定,稳定后的平均值为3 W/m·K,对应的热导率系数为7。进一步研究了Er_(3)Ni型回热器不同工况下的漏热特性,提出了丝网与颗粒混合填充的方案以降低冷热两端的轴向漏热。结果表明,在Er_(3)Ni回热器中混合填充尼龙网和316 L不锈钢丝网后制冷性能显著提高,在1.6 MPa压力下漏热降低幅度分别高达12%和8%。

延伸波长InGaAs探测器封装用二级热电制冷器性能研究

真空封装技术是延伸波长InGaAs探测器的主要封装方法之一,热电制冷器可为延伸波长InGaAs探测器焦平面提供低温环境。测试了基于真空封装技术无热负载条件下二级热电制冷器的性能,研究了二级热电制冷器在不同输入电流(功率)时冷、热端温差与热负载的关系,测试了二级热电制冷器在低温工况下的制冷性能以及二级热电制冷器处于不工作状态时的表观热导率。结果表明,热沉温度为274 K时,冷端可以达到221.4 K并实现77.5 K的冷、热端温差;当输入电流一定时,随着热负载的增加,冷、热端温差呈线性趋势减小,且斜率随着输入电流增大而增大;二级热电制冷器冷、热端温差在较高温度时更大,即制冷性能更好;当温度分别为233.1 K和249.8 K时,表观热导率分别为11.30 W/(m·K)和8.29 W/(m·K)。

填充二氧化碳的低温真空管道绝热性能研究

填充二氧化碳(CO_(2))的真空绝热结构在低温下因其真空度提升而改善绝热性能,有望被用于低温工程的绝热层。建立并验证了填充空气和CO_(2)的真空绝热板的热导率计算模型,并比较采用空气和CO_(2)填充时真空绝热板的绝热性能;针对有填充材料的真空绝热层建立了表观热导率计算模型,预测了不同条件下管道绝热层的表观热导率。结果表明,当其它条件相同且填充物为玻璃纤维时,填充气体为CO_(2)的真空绝热层的表观热导率低于填充空气的绝热层;相较于二氧化硅气凝胶,绝热层内填充玻璃纤维的绝热性能更佳;当CO_(2)填充压力为10 Pa时、绝热层平均温度为140 K时,表观热导率小于1 mW/(m·K);当CO_(2)填充压力为100 Pa、绝热层平均温度为210 K时,该结构用于LNG输运管道绝热层的表观热导率约为聚异氰脲酸酯硬泡(PIR)的1/10。预制的CO_(2)冷凝真空绝热结构在低温工程领域(如低温液体输送管道)具有较好的应用前景。

低温液体储运装备真空表征与监测研究

提出了以绝热材料外表面温度表征低温储运装备内真空度的新方法,从理论上构建了真空度与绝热材料外表面温度的对应关系,采用低温多层绝热材料表观热导率测试平台,获得了不同真空度下绝热材料外表面温度,证实了该表征方法的有效性。该方法可以实现低温储运装备内部真空度的长期可靠监测,同时具有成本低,操作简单的优势,对于低温储运装备的长期安全使用具有重要的实用价值。