本期头条

• 基于FBG的直流高温超导电缆失超检测

  郑一博;王银顺;戴静姝;时晨杰;鞠鹏;

  高温超导电缆输电具有损耗小、传输密度高、无电磁污染等特点,越来越受到各国的重视。但是当超导电缆发生失超故障时,产生的焦耳热会影响电缆的绝缘,使电缆无法正常运行。快速准确的失超检测就显得尤为重要。设计制作了一条高温超导电缆的模型,并搭建了高温超导电缆的测温与保护平台,采用光纤光栅测温对其失超之后铜骨架的温度变化进行测量,结合理论分析与仿真计算,论证了光纤光栅能满足对于高温超导电缆失超检测的要求。该方法具有反应速度快、结构简单的特点,可用于检测采用Triaxial结构和实心骨架的高压交直流超导电缆失超故障,为高温超导电缆的失超检测技术的实际应用提供了参考依据。

  2015年01期 v.43 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K]
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低温技术

• 低温脉动热管的研究进展

  徐冬;乔斌;刘辉明;李来风;徐向东;龚领会;

  阐述了低温脉动热管的原理和特点,分析了低温脉动热管与中高温脉动热管的不同之处,总结了低温脉动热管理论模拟和实验两方面的研究现状和发展趋势,介绍了在快速细胞冷冻和超导磁体冷却上的应用示例,并针对研究现状,指出了目前低温脉动热管研究存在的问题,提出了未来的研究和发展方向。

  2015年01期 v.43 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2268K]
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• 流体节流过程中空化现象的数值模拟

  叶超;王洪锐;陈二锋;修建生;唐文;周炎;冉振华;

  当高速液相流体流经限流孔板时,由于孔板的节流作用,导致液体压力下降,当压力下降至液体饱和蒸汽压时,流体产生空化效应,变为气液两相流。以水和液氮为介质,对液体限流孔板的空化现象开展了数值研究。结果表明:孔板进口侧压力越大,流量越大时,空化效应越明显,出口流体含有大量气泡;反之,孔板进口侧压力较小,流量较小时,流体经孔板节流后,基本没有空化效应产生,流体不发生相变。但空化效应对于限流元件的流量和流量系数无明显影响。

  2015年01期 v.43 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K]
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• 中小型低温储罐选型分析

  任永平;刘福录;高中稳;党战伟;陈叔平;任金平;

  中小型低温储罐作为气体工业和天然气工业中的核心设备,在空分装置、中小型LNG装置、LNG储配站及气化站得到广泛应用,其型式的选择关系着装置的造价及运行成本。结合已建部分工程实例,对1500m3、3000m3、5000m3、10000m3球形低温储罐和立式平底圆筒形低温储罐,从结构、材料用量、建造难度及建造周期、基础及运行费用等方面进行了详细对比分析。对比结果为:球形低温储罐在结构承压受力、绝热、基础占地及安全性方面要优于立式平底圆筒形低温储罐;容积较小时,二者的材料成本和运行费用相当;容积较大时,立式平底圆筒形低温储罐各项指标优势明显。结论是:容积在200m3~10000m3之间中小型低温储罐,如考虑工艺要求需带压储存,应选用球形低温储罐;无需带压储存,以1500m3为限,小于者选用球形低温储罐为优,大于者选用立式平底圆筒形低温储罐具有更好的经济性。

  2015年01期 v.43 21-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2470K]
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• ADS纯化器中活性炭动态吸附的实验研究

  张建琴;李少鹏;张卓;苏伟;葛瑞;张益诚;

  ADS不纯氦气回收净化系统中采用椰壳活性炭来吸附氦气中的杂质,不纯氦气中的杂质主要包括氮气、氧气、水、CxHy和少量的氩气、氢气、油蒸汽等。通过实验研究了氮气、氧气、氩气和氢气四组分气体在椰壳活性炭中的动态吸附特性,比较了动态吸附过程中各组分之间的相互影响,通过LRC负载关联式模型对各组分动态吸附量进行了拟合,给出了氦气净化过程中椰壳活性炭用量的计算方法。

  2015年01期 v.43 26-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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• 过载条件下颗粒在液氧输送管内的加速特性研究

  王剑中;吴云峰;陈二锋;冉振华;宋笔锋;

  应用固体颗粒在液体介质中的沉降理论及ANSYS Fluent的离散相模型(DPM),开展了过载条件下固体颗粒在长距离液氧输送管内的流速特性分析,数值研究了不同颗粒直径、不同过载条件的颗粒加速特性,得到了以下结论:在过载条件下,固体颗粒在长距离液氧输送管内的流体阻力主要是压差阻力,该压差阻力使得颗粒在输送管内的加速特性并不明显。计算表明:对于5mm直径的固体颗粒,在5g过载条件下,颗粒相对液氧的沉降末速略高于1m/s。

  2015年01期 v.43 30-32+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 213K]
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• 气凝胶在空间探测中的应用

  张良俊;吴静怡;

  气凝胶独特的物理特性使得它能在空间探测中被广泛应用。气凝胶超低的密度、极低的热导率以及多孔网络结构使得它能成功地应用在超高速宇宙尘埃粒子捕获、高效热防护、低温推进剂存储、太空服制造等空间探测任务中。对气凝胶在空间探测中的应用情况进行了综述。

  2015年01期 v.43 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1121K]
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• 电容式液氢密度计冷冲击性能试验研究

  张震;刘海生;韩卫济;陈静;

  建立了一套电容式液氢密度计冷冲击试验系统,对新研制的密度计传感器和变送器进行液氢工况下的联合调试,研究其在液氢冲击下的数据采集传输转换性能。从理论分析、系统设计、试验验证、数据分析四方面详细阐述了该试验过程。试验结果表明:密度计在液氢下的信号采集传输特性与理论分析特性基本吻合,输出信号正常,实现了该试验预期效果。

  2015年01期 v.43 41-45+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 765K]
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超导技术

• 40T混合磁体Nb₃Sn超导电缆的研制

  吴向阳;谭运飞;房震;陈文革;王福堂;潘引年;陈灼民;匡光力;

  中国科学院强磁场科学中心的40T混合磁体由内部水冷磁体和外部超导磁体组成。外部超导磁体采用高临界电流密度的Nb3Sn材料制成的CICC超导导体绕制而成,目前已经完成了超导磁体所需的超导电缆的全部设计和加工任务。本文详细介绍了采用Nb3Sn材料的CICC超导电缆的设计准则、电缆配置方案以及绞制工艺等内容,讨论了超导电缆的扭距大小选取原则、叠包参数选取原则,分析了绞制过程中放线张力的控制方案等内容。

  2015年01期 v.43 46-50+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 539K]
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• 超导空心球形转子变形分析

  杨惠;高霏;李兰凯;崔春艳;胡新宁;王晖;王秋良;

  超导空心球形转子的非球形误差将产生干扰力矩、引起漂移误差降低仪表精度。针对转速和温度引起超导空心球形转子的非球形误差进行分析,将超导空心球形转子模型直接从CREO中导入到有限元分析软件ANSYS,并对超导空心球形转子进行有限元变形仿真。通过对仿真结果进行分析,得出超导空心球形转子离心变形量和温度变形量,阐明了超导空心球形转子特有的变形规律,为补偿和减小转子的动态变形提供了理论依据,也为该特殊结构的空心薄壁转子的设计和优化提供了重要依据。

  2015年01期 v.43 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]
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• c轴织构1111型铁基超导体临界传输电流密的计算

  黄鑫磊;王雷;

  采用最大网络流量模型和Ford-Fulkerson算法思想编写的Matlab程序在计算c轴织构122型铁基超导体临界传输电流密度时表现出色。变动部分参数后,该模型和计算方法也同样适用于其它铁基超导体。这里计算了c轴织构的1111型铁基超导体在不同温度和磁场下的临界电流密度Jc,并研究了材料的相对密度对Jc的影响。

  2015年01期 v.43 56-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 141K]
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制冷技术

• 重力再循环供液制冷系统气液分离器的试验研究

  赵东;臧润清;吴腾飞;

  通过计算得出气液分离器有效高度和气液分离器的直径,设计出两种气液分离器,并分别实验对比。实验结果表明,气液分离器的结构形式对重力供液制冷系统的性能影响较小,由于分离器直径减小了25%,分离器内制冷剂存储量大大减少,当液位处于控制液位时,分离器存储量仅为原来的19.1%,而压缩机的吸气压力基本保持不变,排气压力有所降低,并且对系统制冷量及COP影响很小,最大差值在-20℃工况,相差0.043。

  2015年01期 v.43 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 372K]
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• 分离式热管在机房空调系统中应用研究进展

  胡张保;张志伟;金听祥;邵双全;杨滨滨;

  介绍了分离式热管应用于数据机房空调系统的工作原理和技术特征,分析了充液率、高度差和温差等因素对分离式热管传热性能的影响,以及分离式热管与常规空调复合使用节能性的研究现状。目前,分离式热管系统提供的冷量只是对机房内的环境进行降温,不能对机房内发热设备直接降温,降低了冷量利用效率。针对这种情况,可以把微通道热管换热器置入发热设备内部,直接对发热设备进行降温。通过这种改进空调设备、优化气流组织的节能方法与手段,达到更加节能的目的。

  2015年01期 v.43 64-68+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
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• 冷凝器分液特性实验研究

  王华峰;诸凯;张密;杨洋;李连涛;

  结合传统的管壳式换热器设计加工出一个冷凝器,冷凝器管箱两端的隔板上开有分液小孔,并通过设计搭建的凝结换热实验台,对冷凝器的换热特性进行了实验研究。通过对实验结果的归纳,结果表明凝结液封稳定的情况下,凝结换热系数随开启漏液管数增加而变大。这是对以后设计高效换热器进行的有益探索。

  2015年01期 v.43 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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• 矩形微通道内两相流流阻压降特性的可视化研究

  王二利;罗小平;韩彦龙;孙晨曦;雷鹏娟;

  以去离子水和质量分数为0.3%的水基纳米流体为工质,在当量直径为1.241mm的矩形微通道内进行了两相流流动沸腾的实验研究,并借助高速摄像仪对矩形微通道内流型随着质量流量及热流密度的变化进行了观察分析。实验结果表明:单位长度上的两相摩擦压降会随着质量流速的提升而提高;单位长度上的两相摩擦压降会随着热流密度的增大而升高;减小质量流速和提高其热流密度均会加快气泡的产生并提高气泡的脱离直径,当热流密度增大到一定程度时,通道内几乎为环状流与液态单相流交替出现,且环状流占周期中的较长时间。

  2015年01期 v.43 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1988K]
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• 双层微通道换热特性优化分析

  叶飞虎;陈威;倪诚明;赵群力;

  为强化微通道换热器换热效果,建立了三维双层微通道换热器模型,通过优化分析计算得出微通道最佳设计尺寸。在底部热流密度qw=100W·cm-2时,最优占空比K=74%,下层通道高度Hc1=0.5mm,上层通道高度Hc2=0.9mm,其最高温度分布于受热面中部,最大温差比未经优化时降低20.37%。并对比了凹槽微通道与普通微通道的换热特性,结果表明,在入口速度大于3m/s时,凹槽微通道换热效果比普通微通道换热效果好。

  2015年01期 v.43 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
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• 零气耗空气除湿实验研究

  谢明炜;李维;毛磊;

  针对有热再生式压缩空气除湿装置在再生及冷吹过程中产生气耗的缺点,运用喷射器及恒压变温吸附再生原理设计了一种零气耗空气除湿工艺流程。在搭建小型实验台的基础上,通过改变喷射器引射率进行实验研究三种工况条件下活性氧化铝的吸附再生性能。实验结果表明:实验全过程能够保持一个相对稳定且有效的恒压变温吸附再生条件,且出口空气露点达到生产要求;随着喷射率的降低,吸附剂再生效果逐渐下降,而吸附效果逐渐上升。引射率为0.5时的再生时间约为引射率0.75的1.85倍,再生速率约为0.51倍。而引射率0.33,引射率0.5的吸附效率分别为引射率0.75的1.04倍,1.11倍,吸附稳定时间1.11倍,2.22倍。

  2015年01期 v.43 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 516K]
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• 蓄冷型热管搁架传热特性的实验研究

  吴学红;李伟平;赵鑫利;吕彦力;尹亚领;马瑞锦;

  设计一种填充相变材料的热管型搁架改善冷藏陈列柜中温度分布的均匀性。实验表明:该类型的搁架降低了食品中心温度,减少了搁架前后排食品温差,改善了沿柜深及柜长方向温度分布均匀性;由于相变材料的蓄冷特性,也减少了融霜期间食品温度的回升。与未填充相变材料的搁架相比,食品包温度由3.5℃~5.5℃降低到0.5℃~5℃,温度降低10%以上。食品包温度波动约0.5℃~0.7℃,温度波动减小70%~75%。和文献中水和硼砂复合搁架左右侧食品包温差相比,该设计的搁架左右侧食品包温差比文献的温差降低了83.3%。

  2015年01期 v.43 90-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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