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低温与超导
低温与超导

郭冠斌

月刊

1001-7100

cryosuper@126.com

0551-65617621

230043

安徽省合肥市濉溪路439号安徽合肥市1019信箱

低温与超导/Journal Cryogenics and SuperconductivityCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国低温学科和行业、超导电子技术学科和行业唯一的、面向国内外公开发行的专业性权威杂志，是学生和研发人员成长和发展平台，是行业学术交流平台，是研发成果分享平台，是设备仪器和产品营销平台，是品牌形象树立平台。
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    液氮温区混合回热器斯特林制冷机数值模拟研究

    谢世纪巨永林
    1-7页
    查看更多>>摘要：自由活塞斯特林制冷机具有温区广、制冷效率高、结构紧凑、振动小以及寿命长的特点.回热器作为制冷机的核心部件,决定着制冷机的性能.为了提高液氮温区斯特林制冷机的效率,本文提出采用卷绕聚酯酰胺(简称PI)薄膜和不锈钢丝网混合填充的回热器,并对该混合回热器进行了数值模拟研究.首先分析了液氮温区混合回热器的填充参数,接着设计制冷机的尺寸参数并建立制冷机整机的数值模型,最终揭示回热器长度、两种填料填充比以及相位特性对混合回热器制冷性能的影响,并将混合回热器与单一填料回热器进行对比.结果表明,混合回热器在液氮温区具有明显优势,在混合回热器长度为8 cm、卷绕PI薄膜和不锈钢丝网混合填充比例为7:1、排出活塞领先动力活塞60°时获得最佳制冷性能.室温300 K、输入声功为451 W,在77K获到58.1 W的制冷量,声功计的相对卡诺效率为37.26％,比单一填充卷绕PI薄膜和层叠不锈钢丝网的回热器分别高了 6.26％和17.33％.

    液氮温区斯特林制冷机混合回热器数值计算

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    采用交错式绕组结构的超导环形变压器电磁特性分析

    吕建聪胡南南赵筱芸范绍祺...
    8-13,80页
    查看更多>>摘要：常规变压器产生的漏磁大,从而使损耗增加,相比之下环形变压器具有漏磁小、效率高等优点.在此基础上,本文介绍了一种超导环形无磁芯变压器,选择REBCO超导带材作为绕组材料,探究了使用空气和硅钢片作为磁芯材料、空气和硅钢片交替的磁芯结构以及线圈排布方式对环形变压器电磁性能的影响.结果表明:两层排布的交错式绕组结构超导环形无磁芯变压器效率能够在80％以上,为后续大容量环形变压器的设计提供了可能.

    高温超导环形变压器有限元交错式绕组

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    FeSeTe超导带材接头的制备及性能研究

    李乾波邹军涛刘华军马红军...
    14-19页
    查看更多>>摘要：目前,由于制作工艺的限制,FeSeTe涂层导体的最大长度普遍处于米级,不能满足实际应用需求,针对FeSeTe带材接头技术的研究具有重要意义.本文一方面以载流性能及电阻为双目标优化搭接接头结构,另一方面以接头电阻为标准优化FeSeTe涂层导体的封装方式.结果显示:焊接接头处存在Cu缓冲层能有效避免超导电性的衰减;利用镀铜封装的FeSeTe涂层导体制备搭接接头能有效降低磁场下的接头电阻.

    FeSeTe搭接接头焊接镀铜

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    纳米复合PI薄膜在HTSAMDT运行工况下的电气特性研究

    张良张舒萌陈亦杰刘道生...
    20-26,64页
    查看更多>>摘要：高温超导非晶合金变压器(HTSAMDT)铁芯的工作环境与传统硅钢型变压器完全不同,传统纤维素油纸不适用于HTSAMDT,寻找适用液氮环境的绝缘材料亟待解决.聚酰亚胺(PI)薄膜是一种具备优异介电、机械、耐高低温等性能的材料,但现在国内外缺乏其在HTSAMDT的工况应用中的研究,为了填补相关研究的空白,本文开展了纳米复合PI薄膜在HTSAMDT模拟工况中的研究.本文采用原位聚合法制备纳米Al2O3、TiO2复合PI薄膜,且纳米粒子的填充量为0wt％,1wt％,3wt％,5wt％,7wt％,厚度为25μm和50 μm.研究不同质量分数、厚度、工况环境对纳米复合PI薄膜表面电阻率和局部放电场强(PDIV)的影响,得出纳米复合PI薄膜的表面电阻率、PDIV值均大于纯PI薄膜,25μm薄膜表面电阻率、PDIV值均要大于50 μm薄膜,液氮工况测得的表面电阻率、PDIV值均要大于常温结果.

    聚酰亚胺(PI)薄膜液氮纳米粒子厚度表面电阻率局部放电场强

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    基于微热管阵列芯片散热器的传热特性

    陈晔王宏燕赵耀华田济邦...
    27-35页
    查看更多>>摘要：为保证芯片的工作温度在安全范围内,研究利用微热管阵列(MHPA)设计了用于芯片热管理的散热装置.通过实验测试了不同蒸发端长度和充液率对单L型和U型MHPA散热器传热性能的影响,并对双L-MHPA和U-MHPA芯片散热器进行不同倾角的传热性能对比实验.结果表明:过高的充液率和过长的蒸发端长度均降低了 MHPA散热器的传热能力,水平放置时的U1-MHPA芯片散热器具有最佳的传热性能,在160 W的加热功率下,散热器平均热阻为89.6 K/(W·m2),散热器能稳定芯片的温度在57.9℃.双L型散热器具有更好的倾角适应能力.

    芯片微热管阵列传热性能热阻

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    PMMA低温表面液滴凝结过程的实验研究

    张哲张靖含王晓霞田津津...
    36-42,86页
    查看更多>>摘要：为了解不同温度下有机玻璃(PMMA)表面蒸汽凝结相变、液滴生长以及传热的过程,对有机玻璃表面的液滴冷凝过程进行了可视化实验观测,将液滴的凝结形态、面积率、接触角及尺寸变化等参数进行了分析并绘制出变化曲线,发现蒸汽在有机玻璃表面凝结时可形成颗粒分明的珠状液滴,凝结时间越长液滴直径越大;底板温度越低,面积率越大,接触角越大.控制以上变量可以有效改善蒸汽凝结效果,有利于提高热量传递效率,为液滴相变(汽-液)特性和换热表面结霜除霜技术提供理论支持.

    蒸汽凝结接触角面积率扩散性

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    太阳能耦合式空调及热水一体系统研究

    王文欢沈九兵朱文婷姜乐乐...
    43-48页
    查看更多>>摘要：为解决北方部分城市无集中供暖建筑空调问题,将太阳能与建筑空调及热水系统相结合,提出一种新型太阳能耦合空气源热泵空调及热水系统.通过热力学模型建立与求解,以兰州的气候数据为依据,分析了热泵性能系数(COP)与系统能耗的变工况特性,并基于特定工况,探讨了不同太阳能保证率下系统的节能减排效益.研究结果表明,在太阳平均辐照度为374 W/m2,冷凝温度为55℃,环境温度在-10～0℃的工况下,系统COP均高于3.5,拥有良好的性能.在全年空调期为220天,建筑面积为100 m2的房屋中,相较于普通的热泵系统,采用太阳能保证率为30％的耦合式空调系统一年可多节省2.1 t的标准煤,并减少5.56 t的二氧化碳排放量.

    太阳能空气源热泵系统能效节能效益

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    LNG冷能发电中间介质气化器丙烷管外凝结数值模拟

    李亚松黄涛林文胜
    49-57页
    查看更多>>摘要：本文以LNG冷能发电装置中的中间介质气化器中冷凝器丙烷管外凝结过程为研究对象,通过建立相应数值模型,采用VOF模型追踪气液相界面,利用LEE模型作为相变传热传质模型,对管外气态丙烷凝结成液膜流动及凝结传热问题进行了瞬态二维CFD模拟.分析了冷凝器丙烷端管外液膜流动和凝结换热特性,将管外换热系数的模拟值与Nusselt公式理论解进行对比,偏差在10％以内,证明了该模型对模拟冷凝器中丙烷管外凝结过程的准确性.此外,还将该IFV中丙烷端凝结换热特性与常规IFV进行了对比,发现在较小壁面过冷度时,该IFV管外换热系数要明显小于常规IFV.

    IFV冷凝器两相流相变模拟膜状凝结

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    超临界CO2在螺旋槽管式换热器中的冷却换热

    王栋陶银双鲁月红陶乐仁...
    58-64页
    查看更多>>摘要：为了研究超临界CO2(SCO2)在螺旋槽管式换热器中的冷却换热特性,采用数值模拟方法对比研究了不同热流密度下,SCO2在不同通道内流动时冷却换热系数和湍流动能.为了更合理地评价各工况下冷却换热的综合性能,从压降和传热系数角度,提出一个综合评价因子EF.研究结果表明:在SCO2进行冷却换热时,其换热系数主要受定压比热容和湍流动能的影响.当SCO2在内管通道内流动时,换热系数低,但压降更小,故综合评价因子EF较大.同时,在所研究工况中,存在最佳热流密度值为-40 000 W/m2,使EF达到最大值2.001 26,此时SCO2冷却换热综合性能最优.

    传热超临界CO2热流密度换热系数数值模拟

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    碳化物纳米流体促进制冷剂水合物生成试验研究

    胡鹏飞李娟孙志高
    65-72页
    查看更多>>摘要：针对制冷剂HCFC-141b(一氟二氯乙烷)水合物生成诱导时间长、随机性高的问题,试验研究了碳化钛(TiC)纳米粒子和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配形成的纳米流体对水合物生成的协同促进作用,并通过试验数据计算诱导时间标准差、水合物蓄冷量.结果表明,CTAB具有良好的分散性与稳定性,复配体系下纳米流体的促进效果进一步增强,但随着TiC粒径和添加浓度的增大,促进程度均呈现先增强后减弱的特点.TiC纳米粒子的最佳粒径为40 nm,相较于50 nm和30 nm,平均诱导时间分别缩短22.7％和34.8％;最佳添加浓度为120 ppm,平均诱导时间缩短至53.2 min,标准差降低至8.4,最高蓄冷量可达269.9 kJ/kg.碳化物纳米粒子的高表面能和吸附作用为制冷剂水合物的生成提供了大量成核位点,而布朗运动和高导热性可增强传热与传质.

    制冷剂水合物碳化物纳米流体诱导时间蓄冷量表面活性剂

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