摘要：针对氢燃料在动力系统中的应用需求,从氢储存和氢增压输送两个方面,综述氢燃料储存的研究现状,探讨氢储存原理、输送方案、适用装置、各自优缺点以及安全控制手段,比较几种无损安全设计方案。依据氢无损储存系统设计要求而设计的液氢储罐,包括储箱形状设计、绝热结构选择、支撑结构设计、防晃设计、强度设计等,进行较为综合的比较与分析;并利用CFD内嵌模块对储罐的传热和强度进行数值计算,评估其低温绝热结构的保冷效果;根据承受载荷,对低温条件下的储罐载荷进行强度计算,分析应力应变特性;最后,进行实验验证该储罐保证热流密度小于1.4 W/m^(2)的无损储存的设计要求。

摘要：为验证氦低温膨胀机叶片设计的有效性,利用了NUMECA和CFX软件对设计透平流道进行设计工况下的数值模拟计算及分析,其中分别对工作轮流道、喷嘴流道和整体流道进行计算分析,获得了较好的温度场、压力场、相对速度场分布和较高的等熵效率,结果表明了数值计算结果是可信的,叶型设计是合理的。

摘要：设计了一台100 W/77 K的分置式大冷量斯特林制冷机,其中气动弹簧组内置于空心排出器中,缩小了膨胀机的轴向尺寸。热端膨胀腔与压缩腔之间通过辐射状分布的分离式“明渠”结构通气槽连通,降低了加工难度。压缩机为对置式双气浮活塞结构,最大输入功率2 kW。介绍了该制冷机的热力设计和动力设计,给出了参数设计结果,最后分析了压缩机各类损失对制冷效率的影响。模拟结果表明,在1064 W的PV功下,制冷机77 K可以获得104 W制冷量,当压缩机效率大于85%,热端温度20℃时,电功消耗小于1252 W,比卡诺效率大于23%。

摘要：以ADS 2K低温系统为研究平台,分析了恒温器结构参数中上升管与峰值热量的关系,测量了超导腔液氦池中不同工作温度下的超流氦峰值热量,最后给出了恒温器上升管的设计方法,并验证了ADS低温恒温器上升管设计的合理性。

摘要：转速调节是调整泵工况的重要手段,为了揭示变转速对高速离心泵的水力性能影响,本文以一台采用无油动压液体轴承支撑的高速离心泵为研究对象,采用试验方法与数值模拟,进行了不同转速下相似工况下的水力性能研究。论文通过所搭建闭式实验台上的水力测试得到了不同转速下的水力性能曲线,验证了该泵在变转速下良好的水力性能,最高效率可达35.52%。并结合ANSYS CFX软件对该泵水力部件进行了数值模拟研究,与试验结果的对比表明数值模拟能够有效对该泵的水力部件性能进行预测。论文还对该泵水力部件以设计工况为基准的不同转速下的比例相似工况进行了研究。

摘要：为了研究空气制冷机的动态温降特性,对采用工作轮直径为24mm的小型透平膨胀机和板翅式换热器的逆布雷顿循环空气制冷机实验台进行了改进。采用高真空绝热冷箱对制冷机进行绝热,可使绝对压力低于10-3 Pa,得到的设计制冷温度为-150℃。对不同进口参数和采用不同直径风机轮的制冷机工况进行了实验研究,获得了透平膨胀机的实际温降曲线;以实验系统为基础建立了数学模型,得到了相应的理论温降曲线。研究结果表明:风机轮尺寸对空气制冷机动态温降过程的影响较大,实验的最低温度低于-150℃;所建理论模型能够较好地预测实际系统温降的过程。

摘要：液氮喷雾冷却技术是实现低温风洞的降温及提高风洞试验雷诺数的最佳途径,为了深入研究液氮喷雾在风洞内的降温特性,应用CFD软件对低温风洞中液氮喷射制冷段部分的流动换热进行了数值模拟,分析了不同流场速度对于下游温度场的影响。建立了三维流体动力学模型,考虑顺流与垂直喷射两种喷嘴布置结构,考虑了液滴的蒸发、碰撞与破碎,在不同气流速度和温度下,获得了下游雾场分布特性。数值结果显示:来流速度的增加会加速液氮蒸发,从而降低下游的平均温度,但来流速度的增加会减小下游雾场的覆盖区域,导致计算区域温度不均匀;垂直喷射增加了来流与液氮颗粒之间的相对速度,降温效果优于顺流喷射。

摘要：建立了逆布雷顿空气制冷机系统时间相关数学模型,对系统动态降温过程进行了数值分析。详细阐述了系统主要部件板翅式换热器及透平膨胀机动态回热及降温数学模型。以该模型为基础,分析了逆布雷顿空气制冷系统不同入口压力、温度、流量及不同换热面积和膨胀机效率下的动态温降特性曲线,讨论了部分参数对系统动态降温性能的影响。结果表明:对于确定的入口流量,提高系统入口压力可以加快系统降温速度和最大温降;此外,系统设计时采用较大的回热换热器面积和提高膨胀机效率也是实现更大温降的有效手段。

摘要：为满足透平机械高速可靠运转的需求，设计了一种波箔型箔片轴承，其基本结构由柔性平箔和支承平箔的弹性波箔组成。在气体轴承一高速低温透平膨胀机实验台上对波箔箔片动压气体轴承进行了实验，实验中采用压缩空气驱动透平转子，以功率75kW的阿特拉斯螺杆压缩机作为供气源，从而获得了0．1～1．15MPa、标准工况下最高流量为600m3／h的压缩空气。将波箔厚度为0．05mm及0．07mm的2种箔片动压气体径向轴承，应用于主轴025mm的标准工况下150m3／h制氧机用高速透平膨胀机，研究了箔片支承高速透平转子的振动特性及稳定性。实验结果表明：波箔弹性元件的刚度是轴承性能的重要影响因素之一，0．05mm波箔刚度小，柔性变形裕度较大，可以抑制转子不稳定涡动，透平膨胀机转子最高转速达93366r／min；0．07mm波箔刚度较大，柔性变形裕度相对较小，当最高转速达到93161r／min时转子出现涡动。2种波箔厚度的轴承最高转速达到9．3万r／min时转子的最大振幅均小于20μm，波箔轴承表现出了良好的刚度和阻尼特性，可有效抑制西25mm的高速透平膨胀机转子的涡动。

摘要：文中设计了一套蒸发器和冷凝器均采用微通道换热器的分离式热管空调系统,以CO_2为制冷剂,研究了充液率以及室内外温差对系统换热量和能效比的影响。试验结果表明:CO_2的最佳充液率为150%。在最佳充液率下,当室内外温差为6℃、8℃、10℃、12℃、14℃和16℃时,空调系统制冷量分别为1298W、1928W、2718W、3233W、3925W和4543W;能效比分别为4.3,6.3,8.9,10.6,12.9和14.9。可见在充液率一定的情况下,随着室内外温差的增大,换热量和能效比也在逐步增大。