| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 主要符号表 | 第8-24页 |
| 1 绪论 | 第24-46页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第24-26页 |
| 1.2 预冷型J-T制冷机简介 | 第26-27页 |
| 1.3 空间液氦温区预冷型J-T制冷机的发展现状 | 第27-44页 |
| 1.3.1 住友重工 | 第27-36页 |
| 1.3.2 JPL和RAL | 第36-38页 |
| 1.3.3 NGAS公司 | 第38-40页 |
| 1.3.4 Ball公司 | 第40-41页 |
| 1.3.5 Creare公司 | 第41-43页 |
| 1.3.6 中科院理化所 | 第43-44页 |
| 1.4 空间预冷型J-T制冷机的关键技术 | 第44-45页 |
| 1.5 本文主要工作 | 第45-46页 |
| 2 J-T制冷机理论基础 | 第46-61页 |
| 2.1 节流制冷的基本原理 | 第46-48页 |
| 2.2 基本型J-T制冷机及其热力学分析 | 第48-51页 |
| 2.2.1 理想基本型J-T制冷机的热力学分析 | 第48-50页 |
| 2.2.2 有换热器损失的热力学分析 | 第50-51页 |
| 2.3 预冷型J-T制冷机及其热力学分析 | 第51-54页 |
| 2.3.1 理想预冷型J-T制冷机的热力学分析 | 第52-53页 |
| 2.3.2 有换热器损失的热力学分析 | 第53-54页 |
| 2.4 氦-4工质J-T制冷机及其热力学分析 | 第54-55页 |
| 2.5 低温间壁式换热器的研究 | 第55-60页 |
| 2.5.1 流体物性变化 | 第56-57页 |
| 2.5.2 附加热负荷 | 第57-58页 |
| 2.5.3 轴向导热 | 第58-59页 |
| 2.5.4 流动分布不均 | 第59-60页 |
| 2.5.5 综合影响 | 第60页 |
| 2.6 本章小结 | 第60-61页 |
| 3 预冷型J-T制冷机的数值分析 | 第61-68页 |
| 3.1 J-T循环流程介绍 | 第61-62页 |
| 3.2 计算模型建立 | 第62-63页 |
| 3.3 计算结果分析 | 第63-67页 |
| 3.3.1 末级预冷温度和高压压力对制冷机性能的影响 | 第63-64页 |
| 3.3.2 流程优化 | 第64-65页 |
| 3.3.3 循环过程的炯分析 | 第65-67页 |
| 3.4 本章小结 | 第67-68页 |
| 4 末级换热器的分析与优化 | 第68-81页 |
| 4.1 换热器的数值模型 | 第68-71页 |
| 4.1.1 换热器的几何结构和数值建模 | 第68-70页 |
| 4.1.2 实例分析 | 第70-71页 |
| 4.2 数值模型的验证与分析 | 第71-74页 |
| 4.2.1 数值模型的验证 | 第71-72页 |
| 4.2.2 轴向导热对换热器性能的影响 | 第72-73页 |
| 4.2.3 物性变化对换热器性能的影响 | 第73-74页 |
| 4.3 带旁通节流的新型末级换热器 | 第74-78页 |
| 4.3.1 旁通节流的结构说明 | 第74-75页 |
| 4.3.2 数值模型的改进 | 第75-76页 |
| 4.3.3 旁通节流结构的性能分析 | 第76-78页 |
| 4.4 传热、流动和节流过程的熵分析 | 第78-80页 |
| 4.4.1 末级换热器内的熵分析 | 第78-79页 |
| 4.4.2 换热器、J-T阀和蒸发器的熵分析 | 第79-80页 |
| 4.5 本章小结 | 第80-81页 |
| 5 预冷型J-T制冷机开式实验系统 | 第81-88页 |
| 5.1 预冷制冷机 | 第81页 |
| 5.2 J-T循环 | 第81-84页 |
| 5.2.1 三级间壁式换热器 | 第82-83页 |
| 5.2.2 两级预冷换热器 | 第83页 |
| 5.2.3 4K级蒸发器 | 第83页 |
| 5.2.4 J-T阀 | 第83-84页 |
| 5.2.5 降温旁通管路 | 第84页 |
| 5.3 真空系统 | 第84页 |
| 5.4 测试系统及误差分析 | 第84-87页 |
| 5.4.1 温度测量 | 第84-86页 |
| 5.4.2 压力测量 | 第86-87页 |
| 5.4.3 流量测量 | 第87页 |
| 5.4.4 加热控制 | 第87页 |
| 5.5 本章小结 | 第87-88页 |
| 6 预冷型J-T制冷机的开式实验研究与分析 | 第88-101页 |
| 6.1 实验方案 | 第88-89页 |
| 6.1.1 气密性和防拥堵测试 | 第88页 |
| 6.1.2 实验步骤 | 第88-89页 |
| 6.2 实验结果与分析 | 第89-94页 |
| 6.2.1 初步测试 | 第89-90页 |
| 6.2.2 流量与阀后温度的关系 | 第90-92页 |
| 6.2.3 性能测试 | 第92-93页 |
| 6.2.4 附加热负荷的影响 | 第93-94页 |
| 6.3 数值模型的验证与修正 | 第94-99页 |
| 6.3.1 实验结果与数值模型的对比验证 | 第94-96页 |
| 6.3.2 数值模型的进口修正 | 第96-99页 |
| 6.4 降温曲线 | 第99-100页 |
| 6.5 本章小结 | 第100-101页 |
| 7 结论与展望 | 第101-104页 |
| 7.1 主要结论 | 第101-102页 |
| 7.2 问题与展望 | 第102-104页 |
| 参考文献 | 第104-109页 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 | 第109-111页 |
| 致谢 | 第111页 |