摘要：提出过临界lng铁路运输槽车概念,即在过临界状态下储存lng并实行全过程密闭运输。为增加lng铁路槽车运输量,减轻lng铁路槽车的质量,设计一种带子母罐结构的新型过临界lng铁路槽车。建立以该槽车储罐的容积最大和质量最轻为目标的优化设计模型并进行优化设计,分析目标函数并获取子母罐的最优结构参数。研究表明:过临界子母罐结构能够有效实现lng全路段密封储运,能够解决长距离蒸发排放引起的安全隐患,可通过优化子母罐结构设计参数,减轻槽车的总体质量,提高lng承载能力,达到最优的子母罐结构设计方案。

摘要：为了解决超临界lng铁路槽车子母罐结构难以设计,子罐容积、数量及排布方式难以确定等难题,建立了超临界lng铁路槽车整体模型及不同截面子母罐结构模型;提出了等截面优化设计方法,解决了不同截面传热量与蒸发率计算难题;建立了单元传热物理模型及实验模型,研究了温度分布特性;应用数值模拟及实验方法,获取了最佳的子母罐结构设计参数。研究表明:利用等截面优化设计法可优化子母罐结构设计,减少对内传热量,降低日蒸发率,提高超临界lng铁路槽车的运输效益。

摘要：针对微通道换热器进出口流量分配与压力损失问题,提出了等差树形分流法,设计了不同分流结构的进出口导流通道,构建了不同分流结构的微通道换热板模型;建立了压力损失理论计算模型,组建了微通道换热器总体三维模型,并进行了流量分配及压力损失数值模拟。制造了不同分流结构的微通道换热器实验模型,并对理论计算模型和数值模型进行了实验验证。研究表明:依据等差树形分流法设计的不同分流结构的导流通道能够解决流量分配不均的问题;提出的压降计算方法能够为不同结构微通道换热器压力损失计算提供依据;梯形分流结构的流量均匀性最佳且压力损失最小。

摘要：建立了错流微通道低温交叉换热系统物理模型、不同尺度错流微通道单元数学模型及传热单元数值模型。针对不同错流微通道模型,提出了等体积补偿理论计算模型及计算方法,并进行了单元模型传热数值模拟研究。构建了不同尺度及形状错流微通道实验模型并对单元理论模型及数值模型进行了实验验证。研究表明:等体积补偿法可用于解决复杂错流微通道换热器换热面的工程计算难题,为不同尺度不同结构的微通道错流交叉换热设计提供理论依据及工程设计计算方法。

摘要：研究了以板翅式换热器(PFHE)为核心的30万方/天五级液氮(LN_(2))预冷氢膨胀制冷氢液化系统和四级氦膨胀制冷氢液化系统的原理和工艺流程,两种氢液化工艺均可将氢气液化为-252℃的液氢(LH_(2));给出了两种氢液化工艺具体参数和主液化装备板翅式换热器的设计计算方法;借助制冷效率、压力损失等主要参数理论计算和两种工艺的特点进行优劣对比。研究表明:针对30万方/天PFHE型氢液化工艺,液氮预冷氢膨胀制冷氢液化工艺制冷效率高、压力损失少、集约性好、可同时制取液氢和液氮两种低温工质,但系统工艺复杂,设备数量众多;氦膨胀制冷氢液化工艺流程简单,功能单一,但集约性差。

摘要：本文通过建立单元几何模型,利用流场模拟软件,结合MATLAB编程软件进行研究分析,研究管径和层间距对缠绕管式换热器并管的壳程换热性能的影响。结果表明:换热器壳程的努塞尔数、摩擦阻力系数和综合换热性能随管径的增大而增大,随层间距的减小而增大;在其他结构参数一定的条件下,壳程流体流速超过一定值时,并管的换热效果要优于非并管的。采用模拟计算和编程计算相结合的方法,为缠绕管式换热器并管壳程换热性能的研究和优化设计提供参考。

摘要：为了研究获得空间微重力、冷背景环境下液氮"冷屏蔽系统"低温相变制冷机制,建立了高超音速飞行器空间冷屏蔽系统低温流体流动制冷数值模型,并对系统在过冷状态、饱和状态、过热状态三种工况下的流动特性进行了系统的分析设计,对冷屏蔽系统经历复杂环境时的表面温度、系统压力及分布规律进行了数值模拟研究。结果表明:可以通过数值模拟获得空间冷背景状态下冷屏蔽系统在过冷、饱和及过热三种状态下的表面参数分布规律;可以通过改变系统的进口状态参数来控制系统压力以及冷屏外壁的表面温度,以此降低表面红外辐射强度;饱和状态参数更能满足系统材料低温强度要求及空间低温红外辐射强度的控制要求。