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期刊信息/Journal information
低温工程
低温工程

杨思锋

双月刊

1000-6516

dwgc@263.net

010-88538131

100074

北京7205信箱27分箱

低温工程/Journal CryogenicsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是国家科委批准的国内外公开发行刊物，它被确定为我国中文核心期刊，是我国科技论文统计源刊。主要刊登有关天然气、空气、氮气、氧气等气体液化、分离、液化气体的贮存和运输传热、绝热技术、制冷技术、低温下温度的测量、低温液体材料的性质，以及低温在电工技术、高能物理、真空技术等方面的应用。报道国内外最新动态，介绍科普知识。
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    低温氮气/液氮射流冷凝振荡特性实验研究

    祝乘风徐元元雷刚厉彦忠...
    1-12页
    查看更多>>摘要：为了探索火箭低频振动特征及其机理,以液氮为工质开展气液掺混射流冷凝的可视化低温实验研究,通过高速相机成功捕捉到了直管段内的低频振荡流型,且利用低温高频动态压力传感器成功测量到了低频压力脉动特性,为火箭低频振动问题提供了事实依据.通过逐帧图像处理技术发现,氮气/液氮相界面以16 Hz的频率周期性波动,与压力脉动主频一致.射流冷凝振荡表现出3种不同流型:间歇回流、过渡流和气羽振荡流.间歇回流频率随着气体流量和液体质量通量的增加而增加,冷凝振荡频率随气体流量的增大而增大,随液体质量通量的增大而减小.整体上间歇回流频率为0.8-2.8 Hz范围,冷凝振荡频率为16.6-17.8 Hz范围,皆表现为典型的低频特性,为低温液体燃料火箭低频振动问题提供了理论基础和技术支撑.

    低温液氮射流冷凝振荡流型转变低频脉动流动不稳定性

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    低温高压氢存储过程的动态模拟与热力特性分析

    徐天成王浩任王博吴英哲...
    13-20,56页
    查看更多>>摘要：以0.151 m3的低温高压储罐为研究对象,构建了可描述低温高压氢存储过程温度和压力动态特性的热力分析模型,并与实验数据进行了对比分析.结果显示,该模型在实验工况下预测的温度最大偏差为2.8％,压力的最大偏差为11.3％,证明了该模型的有效性.此外,基于热力学分析方法研究了不同漏热和初始正氢含量下低温高压氢存储期内温度和压力的动态特性,揭示了低温高压氢存储过程不同阶段的主要影响因素,研究结果可为延长低温高压氢存储时间提供理论指导.

    低温高压氢存储时间动态模拟增压速率热力特性分析

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    结构参数对CO2离心压缩机的性能影响分析

    田玉厂李亚南郝佳豪刘杰...
    21-31页
    查看更多>>摘要：为研究各关键结构参数对CO2离心压缩机性能的影响,针对某MW级压缩CO2储能系统低压段中的一级进行了一维设计和三维数值模拟.基于该模型研究了叶片数、叶顶间隙、叶片出口安装角和叶轮出口相对宽度4种关键结构参数对压缩机性能的影响.研究结果表明:叶片出口安装角和叶顶间隙对离心压缩机性能的影响最大,其次是叶片数和叶轮出口相对宽度;增加叶片出口安装角度可显著提高压缩机的做功量及压比,但过大角度会使得流动损失增大而造成效率的降低;随着叶顶间隙的增大,泄漏流动会更加严重,从而影响压缩机的性能;减少叶片数量会减小叶片对流体的约束,更易产生流动分离;叶轮出口相对宽度与压缩机设计流量相关,过小的相对宽度会增大摩擦、泄漏等损失,进而影响压缩机性能及运行工况范围.

    CO2离心压缩机结构参数数值模拟性能分析

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    压缩机房掺氢天然气泄漏扩散/积聚特性数值模拟

    支树洁彭世垚周芮薛仕龙...
    32-40页
    查看更多>>摘要：基于计算流体力学方法,构建了多组分扩散非稳态三维数值模型,用以研究压缩机房室内掺氢天然气泄漏扩散、积聚特性.模拟结果显示,3 MPa压力下,掺氢比从10％增加到20％、30％后,达到报警浓度的时间从490 s降至437 s、397 s,到达燃爆下限的时间从2 859 s降至2 742 s、2 560 s;掺氢比30％情况下,压力从3 MPa升至3.5 MPa、4 MPa,达到报警浓度的时间从397 s降至367 s、348 s,到达燃爆下限的时间从2 560 s降至2 400 s、2 306 s.掺氢比增加导致氢气的"携带"作用增强,扩散速度增加,管道压力增加导致泄漏量增加,因此二者增加导致达到报警浓度和燃爆下限的时间缩短.泄漏方向的改变使得掺氢天然气遇到障碍物的几率改变,遇到障碍物导致气体扩散受阻,更易积聚,该处危险性增加.泄漏500 s后,底部掺氢天然气浓度为顶部的91％,而在1 000 s、2 000 s后,底部浓度约为顶部的95％、97.5％,因此顶部的传感器的布置使得响应速度加快,防止持续泄漏导致整个空间的危险性增加.考虑到泄漏位置、方向的不确定性,应当在靠近压缩机的区域进行密集布置,而在远离的区域稀疏布置.

    掺氢天然气CFD泄漏扩散

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    电磁耦合深冷处理试验设备的模拟仿真及试验研究

    唐亮张小强李帅
    41-48,66页
    查看更多>>摘要：为了对材料实施电磁耦合深冷强化处理工艺,提出了相关的试验设备设计方案.在方案设计过程中,借助COMSOL软件对试验设备的深冷温度场、电磁场和电磁耦合深冷温度场进行了模拟仿真,分析了深冷温度、深冷时间、磁感应强度和磁化时间对结果的影响规律,并与实际试验设备得出试验数据进行对比.结果表明,所研发的电磁耦合深冷处理设备可满足实际工艺试验要求.

    COMSOL深冷温度场电磁场电磁耦合深冷温度场模拟仿真

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    微通道内超临界LNG变物性流动传热数值模拟

    沈妍耿伟轩许啸刘锐...
    49-56页
    查看更多>>摘要：跨临界LNG在临界点附近物性变化剧烈,采用数值模拟方法研究了直通道和Zigzag型微通道内超临界LNG变物性和常物性对流动传热性能,分析了 LNG跨临界变物性和常物性的偏差.研究结果表明,在Re为9 816、16 956、24 164和31 390时,直通道定物性和变物性的对流传热系数偏差为1.95％、-3.37％、-6.48％和-9.11％.Zigzag通道的变物性和定物性对流传热系数偏差为-0.11％、-5.47％、-7.84％和-5.83％.Zigzag对流传热系数按节距周期性变化.靠近半圆角位置涡的增大对传热有良好的强化作用.在直通道和Zigzag通道中,变物性的压降比定物性更小,但摩擦因子f比定物性更大.在Zigzag通道中物性对摩擦因子f的影响可以忽略.

    微通道超临界流体数值模拟Zigzag通道变物性

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    多层绝热微腔内非稳态放气特性实验研究

    于洋谢福寿厉彦忠
    57-66页
    查看更多>>摘要：为了剖析低温火箭上面级的多层绝热(MLI)内残余气体的非稳态排放机制,设计了一套仿火箭升空/在轨瞬态变化模拟实验台,分析了孔隙群的结构设计、开口布局策略和间隔物的材料等参数对MLI内稀薄气体瞬态释放动态的复杂影响.结果表明:MLI放气的弛豫时间十分缓慢,在仿飞行环境中持续放气超过270小时,最大层间压强依然大于约2 Pa.侧面反映出,MLI存在显著的残余气体寄生漏热问题.随着放气时长的延长,不同间隔物配置的MLI内压强差异逐渐增大.中心圆孔设计的MLI在放气效率上展现出明显优势,相较于偏离中心和边缘打孔的设计.此外,在相同的放气周期内,圆孔和一维缝隙结构的平均压强显著低于锯齿形MLI.

    多层绝热升空/在轨过程残余气体瞬态放气特性

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    轻质烷烃混合流体固液平衡状态预测与致密化规律

    刘柏文王磊上官石厉彦忠...
    67-72,86页
    查看更多>>摘要：对比分析了多种轻质烷烃类混合流体凝固温度预测模型,发现正规溶液模型具有较高精度.采用该模型分别针对甲烷-乙烷、甲烷-丙烷二元混合流体的凝固温度及密度提升率开展了仿真分析.结果表明,对甲烷-乙烷体系,当甲烷摩尔含量为0.72时,体系达到最低凝固点,温度约72.90 K,相较于三相点纯甲烷,密度提升率为21.62％;对甲烷-丙烷体系,最低凝固温度存在于甲烷含量为0.66时,凝固温度为71.55 K,密度提升率34.48％.采用理想溶液模型预估了甲烷-乙烷-丙烷三元体系的混合特征.结果发现,当混合比为0.63∶0.17∶0.20时,凝固温度降至63.11 K,甲烷推进剂过冷潜能进一步提高.提供了3种混合流体相图,为液甲烷推进剂过冷制备、深度致密化提供了理论支撑.

    固液相平衡共晶点致密化正规溶液模型

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    液氢泄漏扩散行为的数值及实验研究

    张召郑直陈强魏秋帆...
    73-78,97页
    查看更多>>摘要：针对液氢持续泄漏扩散场景,基于SLAB模型,建立液氢泄漏扩散理论模型,开展3 m3液氢泄漏扩散实验,结果表明,液氢在持续泄漏时,会形成液氢地面发展、氢空云团抬升、稳定烟羽3个阶段.稳态烟羽状态时,可视云团在下风向5 m处开始抬升,云团厚度最大达到10.9 m,数值计算结果云团厚度在下风向15 m处接近实验结果,并分析了数值计算结果偏差的原因,对比表明,该模型能够计算液氢持续泄漏后的扩散行为、危险边界的范围及浓度分布,在液氢泄漏扩散行为快速预测方面具有一定的可行性.

    液氢氢安全预测模型扩散特性

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    不同温比下自由活塞斯特林发电机的数值研究

    张蓉闫春杰罗新奎屈方杰...
    79-86页
    查看更多>>摘要：为提高自由活塞斯特林动力系统的输出功率和热电转换效率,通过Sage软件对斯特林机的关键参数进行模拟研究,探讨关键参数在不同温比下对发电机输出功率和热电转换效率的影响.研究结果表明在不同温比下,相位角分别为80°和50°时对应输出功率和热电转换效率最高,充气压力的增大对输出功率的增大效果显著,但对热电转换效率的影响较小;同温比下,提高冷端温度对输出功率和热电转换效率的影响大于提高热端温度的影响,但当温比为2.5时,冷端温度高于430 K后,热电转换效率反而降低.

    斯特林发电机热电转换效率相位角充气压力温比

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