氦制冷机中板翅式换热器的传热流动及优化研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-29页 |
| 1.1 引言 | 第13-19页 |
| 1.1.1 大型氦低温系统发展概况 | 第14-16页 |
| 1.1.2 大型氦制冷机冷箱结构调研 | 第16-19页 |
| 1.2 研究现状 | 第19-25页 |
| 1.2.1 低温锯齿型板翅式换热器 | 第19-22页 |
| 1.2.2 间壁式换热器的附加考虑因素 | 第22-23页 |
| 1.2.3 板翅式换热器优化设计研究 | 第23-25页 |
| 1.3 课题提出与意义 | 第25-27页 |
| 1.3.1 课题提出 | 第25-26页 |
| 1.3.2 课题意义 | 第26-27页 |
| 1.4 研究内容与方法 | 第27-29页 |
| 第2章 低温锯齿型板翅式换热器性能仿真研究 | 第29-54页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 板翅式换热器的数值模拟 | 第29-37页 |
| 2.2.1 换热器通道的物理模型 | 第29-30页 |
| 2.2.2 流动传热控制方程及边界条件 | 第30-32页 |
| 2.2.3 网格划分及无关性分析 | 第32-34页 |
| 2.2.4 数据处理 | 第34-36页 |
| 2.2.5 仿真结果验证 | 第36-37页 |
| 2.3 扩展表面型换热器在低温下的热力学特性 | 第37-41页 |
| 2.3.1 低温下流体和金属的物性变化 | 第37-39页 |
| 2.3.2 常温和低温工况下翅片性能对比 | 第39-41页 |
| 2.4 翅片几何参数敏感性分析 | 第41-48页 |
| 2.4.1 翅片选型的定量分析 | 第41-42页 |
| 2.4.2 翅片几何参数的影响 | 第42-48页 |
| 2.5 翅片通道传热及阻力性能数据拟合 | 第48-53页 |
| 2.5.1 翅片表面性能数据及其经验关联式 | 第48-51页 |
| 2.5.2 Kriging预测模型 | 第51-53页 |
| 2.6 本章小结 | 第53-54页 |
| 第3章 低温换热器传热流动性能试验研究 | 第54-73页 |
| 3.1 引言 | 第54页 |
| 3.2 低温换热器性能测试试验台设计 | 第54-61页 |
| 3.2.1 试验对象 | 第54-55页 |
| 3.2.2 测试系统简介 | 第55-57页 |
| 3.2.3 试验装置 | 第57-60页 |
| 3.2.4 试验测试过程 | 第60-61页 |
| 3.3 数据处理与分析 | 第61-64页 |
| 3.3.1 数据处理 | 第61-62页 |
| 3.3.2 传热与摩擦因子的不确定性分析 | 第62-64页 |
| 3.4 不同运行温度下的对比试验研究 | 第64-66页 |
| 3.4.1 比较性试验的流程简述 | 第64-65页 |
| 3.4.2 常温与低温工况下试验数据对比 | 第65-66页 |
| 3.5 低温下翅片性能试验数据分析 | 第66-72页 |
| 3.5.1 降温过程 | 第66-67页 |
| 3.5.2 翅片性能试验数据分析 | 第67-70页 |
| 3.5.3 经验模型的预测能力分析 | 第70-72页 |
| 3.6 本章小结 | 第72-73页 |
| 第4章 低温附加因素影响下换热器效能评估 | 第73-94页 |
| 4.1 引言 | 第73页 |
| 4.2 间壁式换热器的数学模型 | 第73-77页 |
| 4.2.1 基本假设 | 第73页 |
| 4.2.2 基于分布参数模型的换热器建模 | 第73-74页 |
| 4.2.3 基于能量守恒的无量纲微分方程 | 第74-76页 |
| 4.2.4 物性选取及计算逻辑 | 第76-77页 |
| 4.2.5 换热器的效率评估 | 第77页 |
| 4.3 计算模型的评估验证 | 第77-81页 |
| 4.3.1 低温换热器模型的预测精度测试 | 第78-79页 |
| 4.3.2 低温下模型的适用性及可靠性分析 | 第79-81页 |
| 4.4 低温附加因素对换热性能的影响 | 第81-86页 |
| 4.4.1 流体工质和金属材质物性变化影响 | 第81-82页 |
| 4.4.2 金属隔板的轴向导热影响 | 第82-83页 |
| 4.4.3 冷热流体热容量比影响 | 第83-84页 |
| 4.4.4 来自环境的热泄漏影响 | 第84-86页 |
| 4.5 低温下多股流换热器的性能评估 | 第86-92页 |
| 4.5.1 低温换热器运行工况及结构参数 | 第86-88页 |
| 4.5.2 制造工艺及安装环境 | 第88-89页 |
| 4.5.3 模型参数设置 | 第89-90页 |
| 4.5.4 性能评估结果 | 第90-91页 |
| 4.5.5 低温附加因素的性能影响 | 第91-92页 |
| 4.6 本章小结 | 第92-94页 |
| 第5章 低温多股流板翅式换热器优化设计 | 第94-103页 |
| 5.1 引言 | 第94页 |
| 5.2 氦低温多股流换热器优化设计 | 第94-99页 |
| 5.2.1 氦制冷机第一级换热器设计工况 | 第94-96页 |
| 5.2.2 传热、阻力性能设计计算 | 第96-97页 |
| 5.2.3 优化目标及约束限制 | 第97-99页 |
| 5.3 遗传算法优化换热器整体结构 | 第99页 |
| 5.4 优化设计结果及分析 | 第99-101页 |
| 5.4.1 优化设计结果 | 第100页 |
| 5.4.2 优化结果分析 | 第100-101页 |
| 5.5 本章小结 | 第101-103页 |
| 第6章 全文总结及展望 | 第103-106页 |
| 6.1 全文总结 | 第103-105页 |
| 6.2 论文创新点及展望 | 第105-106页 |
| 参考文献 | 第106-113页 |
| 致谢 | 第113-114页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第114-115页 |
