检索结果-内蒙古大学图书馆

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 14-19页

作者：吴殿伟谢秀娟杨少柒中国科学院理化技术研究所航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

在传递矩阵模型中引入开口端非线性耗散模型对开口式行波热声发生器理论建模,得到了开口端阻抗实部、开口处体积流率及受末端几何形状影响的压力损失系数之间的关系.对系统谐振频率、内部压力幅值和出口外1 m处声压级的声学特性参数进... 详细信息

在传递矩阵模型中引入开口端非线性耗散模型对开口式行波热声发生器理论建模,得到了开口端阻抗实部、开口处体积流率及受末端几何形状影响的压力损失系数之间的关系.对系统谐振频率、内部压力幅值和出口外1 m处声压级的声学特性参数进行了理论分析,并对不同谐振管尺寸和不同锥管锥度进行了实验研究.分析讨论了谐振管长度和直径对系统谐振频率的影响,结果表明:理论模型可以反映谐振管尺寸对谐振频率的影响,计算值与实验值的误差小于5%.锥管可以有效减小开口端的能量损耗,进而显著提高热声装置内部的压力幅值和出口外1 m处声压级,在谐振管直径为46 mm、长度为730 mm及40°锥管情况下,出口外1 m处声压级可以达到110.2 dB.

关键词：开口式行波热声发生器谐振管谐振频率声压级压力损失系数

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采用斯特林制冷机的低温精馏制氮系统

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浙江大学学报（工学版） 2024年第12期58卷 2567-2574,2608页

作者：王泽铭孙大明庄园沈惬王天祥浙江大学工程师学院浙江杭州310058 浙江大学制冷与低温研究所浙江杭州310058 航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100190

针对分布式液氮供应系统相关技术仍不成熟的问题,提出采用大冷量斯特林制冷机的低温精馏制氮系统.根据不同的系统运行条件,基于Aspen HYSYS搭建3种精馏制氮流程;对每个流程在不同的空气入口温度、压缩空气初步预冷温度、制冷机输入冷量... 详细信息

针对分布式液氮供应系统相关技术仍不成熟的问题,提出采用大冷量斯特林制冷机的低温精馏制氮系统.根据不同的系统运行条件,基于Aspen HYSYS搭建3种精馏制氮流程;对每个流程在不同的空气入口温度、压缩空气初步预冷温度、制冷机输入冷量条件下进行数值模拟分析.对液氮产率、氮提取率、单位产量能耗等进行优化计算,结果表明,采用低压进气,应用冷冻干燥法纯化原料气,之后进行常压精馏是最优流程;在入口温度为10℃,初步预冷温度为25℃,输入冷量为1 kW的运行工况下,系统液氮产率可达10.38 L/h,氮提取率高达62.19%,比功耗为1.105 kW·h/L.相对于其他小型液氮生产系统,新系统具有产率大、氮提取率高、比功耗低等显著优点.

关键词：斯特林制冷机低温精馏制氮系统空气纯化液氮

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高效双压氦液化循环研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 143-148页

作者：苏惠坤李正宇龚领会张梅梅中国科学院理化技术研究所航天低温推进剂国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190

为了实现氦液化系统的高效性,提出了一种新型双压氦液化循环,探索在相同的高压压力下,流程参数、部件效率、系统液化率及(火用)效率等重要参数随中压压力的变化规律.结果表明:改变中压压力,流程液化率随着中压压力的增加而增加,而(火用... 详细信息

为了实现氦液化系统的高效性,提出了一种新型双压氦液化循环,探索在相同的高压压力下,流程参数、部件效率、系统液化率及(火用)效率等重要参数随中压压力的变化规律.结果表明:改变中压压力,流程液化率随着中压压力的增加而增加,而(火用)效率随之减小,当中压压力为7.0×10^(5)Pa时,液化量为90.46 L/h,(火用)效率达到最大值18.6%,当中压压力为12.5×10^(5)Pa时,液化量和(火用)效率分别为107.4 L/h和17.5%;双压氦液化循环相较于modified-Claude(修正-克劳德)循环,减小了节流阀处的损失,同时降低了系统功耗,提高了系统整体的(火用)效率.

关键词：氦液化器液化循环液化率效率 (火用)分析

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膜片压力对氢-空气混合气体泄爆过程的影响

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化工学报 2025年

作者：蒋敏邵翔宇郑立刚高建良雷刚河南理工大学安全科学与工程学院航天低温推进剂技术国家重点实验室

氢气因低点火能、宽燃烧范围的特点，泄漏后极易发生燃爆事故。为有效控制爆炸压力，泄压措施被广泛采用，其中膜片压力被认为是影响泄压效果的关键因素。基于短管道边界效应更加明显，选取长径比为10：1的方管，开展膜片压力(Pv)范围... 详细信息

氢气因低点火能、宽燃烧范围的特点，泄漏后极易发生燃爆事故。为有效控制爆炸压力，泄压措施被广泛采用，其中膜片压力被认为是影响泄压效果的关键因素。基于短管道边界效应更加明显，选取长径比为10：1的方管，开展膜片压力(Pv)范围为0 ～ 48 kPa的爆炸实验。结果表明：膜片压力的增加显著延长火焰传播时间，火焰传播速度呈先下降后升高的趋势；管道两端最大超压差值随Pv的增加而减小，与Pv= 15 kPa相比，28、39、48 kPa时管道两端压差从30.08 kPa减少至28.96、20.68和10.44 kPa；泄爆端压力-时间曲线呈双峰结构，第二峰值Pext低于初始峰值；火焰与压力的传播在初期会受到膜抗拉强度的阻滞，膜破后压力急剧攀升，火焰呈往返振荡现象，压力振幅随膜片压力的增加而显著提升。

关键词：氢安全爆炸膜片压力火焰传播超压

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液体火箭推进剂交叉输送系统方案对比研究

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航空动力学报 2025年第4期40卷 481-492页

作者：杜飞平李翠程亦薇武定航厉彦忠徐元元西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 北京特种工程设计研究院航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100028

针对管路间和贮箱间两种不同形式交叉输送系统,通过AMEsim软件分别构建仿真模型,对比研究两种系统的推进剂流动特性和系统故障响应特性。研究结果表明:正常工作状态下,贮箱间交叉输送具有更高的交叉输送流量,在助推分离时具有更稳定的... 详细信息

针对管路间和贮箱间两种不同形式交叉输送系统,通过AMEsim软件分别构建仿真模型,对比研究两种系统的推进剂流动特性和系统故障响应特性。研究结果表明:正常工作状态下,贮箱间交叉输送具有更高的交叉输送流量,在助推分离时具有更稳定的流动特性,能实现芯级压力、流量的平稳过渡;管路间交叉输送(压差控制)则出现明显的水击现象,各特征点流量振荡强度均大于贮箱间交叉输送。缓冲罐可降低助推级脱离导致的压力波动,缓冲罐体积越大,芯级压力过渡越平缓。助推级发动机发生故障时,交叉输送技术可将故障侧多余推进剂输送至芯级或未故障助推级贮箱或发动机内,实现故障侧推进剂的充分利用和故障侧/非故障侧流量的重新分配,管路间交叉输送(压差控制)相比贮箱间流量分配更为均匀,两助推级贮箱推进剂消耗更为平衡。

关键词：液体火箭交叉输送贮箱间管路间水击

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高效海水淡化的太阳能界面蒸发器研究进展

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太阳能学报 2024年第3期45卷 591-602页

作者：刘强肖维新罗渊廖斌严开祺张敬杰中国科学院理化技术研究所航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

综述基于光热转换原理的界面蒸发器(SDIE)的最新进展,从性能评估指标和材料设计思路的角度出发,分别介绍光热转换材料、基体和水输送通道及其应用于海水淡化的耐盐设计,并简单介绍SDIE的其他应用领域,最后展望其在海水淡化领域待解决的... 详细信息

综述基于光热转换原理的界面蒸发器(SDIE)的最新进展,从性能评估指标和材料设计思路的角度出发,分别介绍光热转换材料、基体和水输送通道及其应用于海水淡化的耐盐设计,并简单介绍SDIE的其他应用领域,最后展望其在海水淡化领域待解决的问题和未来研究方向。

关键词：太阳能蒸发海水淡化光热转换

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低温液氧射流冷凝振荡特性及流型转变阈值研究

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制冷学报 2024年

作者：祝乘风徐元元雷刚厉彦忠王磊航天低温推进剂技术国家重点实验室西安交通大学能源与动力工程学院

低温液体燃料运载火箭在飞行过程中常常会遇到纵向不稳定振动，严重威胁火箭的正常运行。这种振动现象具有典型的低频特性，常发生于推进剂管路中低温液氧射流冷凝过程。为了从源头上解决火箭低频振动问题，需要研究射流冷凝振荡特性及... 详细信息

低温液体燃料运载火箭在飞行过程中常常会遇到纵向不稳定振动，严重威胁火箭的正常运行。这种振动现象具有典型的低频特性，常发生于推进剂管路中低温液氧射流冷凝过程。为了从源头上解决火箭低频振动问题，需要研究射流冷凝振荡特性及冷凝流型转变特征。通过引入高度函数法改进冷凝传质模型，实现相界面曲率分布的动态捕捉，建立了冷凝脉动频率与气液相界面曲率之间的关系，成功获取了9.8～10.6 Hz的低频振荡特性。研究结果表明：推进剂管路内存在3种典型的射流冷凝振荡流型：稳定脉动、气羽振荡、间歇回流。其中，回流和振荡流型压力幅值最高可达130 kPa，而稳定脉动的压力幅值仅为1～3 kPa。通过量纲分析可知，当无量纲结构参数L*=2.2时，射流冷凝流型转换阈值Jc*=7.3。当Jc*>7.3时，则会出现间歇回流振荡流型，此无量纲判据可准确表征低温液氧射流冷凝流型分布，为低温液体燃料火箭的设计提供了理论基础和技术支撑。

关键词：低温液氧射流冷凝振荡流型转变气液界面流动不稳定性

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全国产氦液化器的性能调控优化研究及其工程化应用

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科学通报 2022年第33期67卷 4009-4016页

作者：潘薇杨少柒谢秀娟徐向东路飞飞王云龙刘立强龚领会中国科学院理化技术研究所航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100190

超导磁体一般工作在液氦温区(–269℃),需要稳定可靠的冷源为其提供保障.为满足未来高能量粒子对撞机所需高场强超导二极磁体研究的测试需求,本文针对自主研制的国内首台全国产氦液化器开展了性能调控优化研究,分别实现了冷箱和液氦杜... 详细信息

超导磁体一般工作在液氦温区(–269℃),需要稳定可靠的冷源为其提供保障.为满足未来高能量粒子对撞机所需高场强超导二极磁体研究的测试需求,本文针对自主研制的国内首台全国产氦液化器开展了性能调控优化研究,分别实现了冷箱和液氦杜瓦降温过程的优化控制,节省压缩机功耗分别为12.3%和25.2%,显著提高了氦液化器的经济性.在此基础上,针对用户现场不同运行工况,实现了氦液化器适应变负荷的自动控制调节功能.分析了氦液化器在各负荷状态下的运行能耗;在不考虑液氮消耗的前提下,氦液化器最低能耗为2.4 kW h/L.通过调控优化及实验测试,成功实现了氦液化器与用户端磁体测试平台的联合运行,并通过了全国产氦液化器的长时间运行可靠性测试,满足了磁体测试系统对其低温制冷系统在稳定性和可靠性方面的要求.目前,该氦液化器已累计稳定运行超过两个月,生产液氦超过35000 L,推动首台国产化加速器高场强超导二极磁体取得了12.47 T磁场强度新指标的突破.这是全国产氦液化器首次应用于超导二极磁体测试平台,该工程应用未来可进行进一步推广.

关键词：全国产氦液化器超导磁体测试平台降温过程优化控制变负荷自动控制调节高场强超导二极磁体

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平衡型节流器件中液氮流动实验研究

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低温与超导 2024年第2期52卷 48-53页

作者：刘海飞陈虹邱一男梁秋立徐元元航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100028 北京航天发射技术研究所北京100076

以平衡型节流器件为主要部件的多孔节流流量计在低温液体流量测量上具有显著优点。本文搭建了真空可视化实验平台,采用高速相机对以液氮为工质的水平管内流动形态进行了观察,并分析了液氮在平衡型节流器件中的流动特性,结果表明:液氮进... 详细信息

以平衡型节流器件为主要部件的多孔节流流量计在低温液体流量测量上具有显著优点。本文搭建了真空可视化实验平台,采用高速相机对以液氮为工质的水平管内流动形态进行了观察,并分析了液氮在平衡型节流器件中的流动特性,结果表明:液氮进入常温管道后,依次出现了单相气氮流动(分为常温单相气氮和低温单相气氮流动)、气液分层流、波状流、弹状流、单相液氮流动等流型;实验标定的节流器件流出系数在流量测量范围内保持稳定;液氮流经平衡型节流器件后的永久压力损失随着速度增大而增加,并呈良好的抛物线形关系。

关键词：平衡型节流器件液氮流型流量测量

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甲烷-乙烷混合推进剂深度过冷技术的实验研究

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宇航学报 2022年第11期43卷 1566-1574页

作者：王磊上官石刘柏文雷刚陈强厉彦忠西安交通大学制冷与低温工程系西安710049 航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100028

针对甲烷采用液氮过冷可能发生甲烷冰堵风险,提出了在甲烷中添加乙烷,制备凝固温度更低的甲烷-乙烷混合推进剂的新方案,搭建实验系统测试了甲烷-乙烷凝固温度变化规律。研究发现,随着甲烷含量提高,混合推进剂凝固温度先降低后升高。当... 详细信息

针对甲烷采用液氮过冷可能发生甲烷冰堵风险,提出了在甲烷中添加乙烷,制备凝固温度更低的甲烷-乙烷混合推进剂的新方案,搭建实验系统测试了甲烷-乙烷凝固温度变化规律。研究发现,随着甲烷含量提高,混合推进剂凝固温度先降低后升高。当甲烷、乙烷比例为0.71∶0.29时,混合推进剂达到最低凝固温度,约73.0 K。当采用常压饱和液氮对混合推进剂过冷时,控制甲烷含量在0.52~0.81间可避免推进剂冻结。相较于常压饱和甲烷,防冻结区的混合推进剂密度提高了24.0%~38.4%,液相存在温区增大至35.7 K~40.5 K。此外,甲烷-乙烷混合推进剂具有理论比冲高、再生冷却性能佳、结焦与积碳小等优势。所提出的甲烷-乙烷混合推进剂在火星探测等任务中具有可观的应用前景。

关键词：液态甲烷混合推进剂深度过冷火星探测火箭发动机

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