准二级高温热泵循环的性能分析及实验研究

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作者 孙文倩 黄国华 +3 位作者 谷再丰 杜伟伟 唐明生 吴伟 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期98-104,共7页

为解决低温余热资源过剩与高温用热需求紧缺之间的矛盾,设计了一套基于准二级压缩的高温热泵机组,理论分析循环流程并进行优化设计,采用闪蒸器与回热器组合提高机组性能,开展了机组的性能实验,以制热量、制热COP、[火用]效率、冷凝压力... 为解决低温余热资源过剩与高温用热需求紧缺之间的矛盾,设计了一套基于准二级压缩的高温热泵机组,理论分析循环流程并进行优化设计,采用闪蒸器与回热器组合提高机组性能,开展了机组的性能实验,以制热量、制热COP、[火用]效率、冷凝压力、排气温度为性能指标,在冷凝器出水温度为85~120℃,蒸发器进水温度为50、60、70℃工况下,对机组性能进行分析。实测机组性能与理论计算结果吻合,蒸发器进水温度为49.8℃,冷凝器出水温度为118.1℃,机组制热量可达916.3 k W,制热COP为2.51,[火用]效率为46.3%,机组冷凝压力为1.8 MPa,排气温度为137℃,符合机组安全运行的要求。 展开更多

关键词 高温热泵 闪蒸器 回热器 制热性能 [火用]分析

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空间脉冲管制冷机自适应主动减振控制技术

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作者 刘欣彤 石长振 +3 位作者 王莉娟 王乃亮 唐清君 赵密广 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期53-57,共5页

采用自适应主动减振控制器驱动制冷机压缩机,通过自适应窄带滤波控制算法使脉冲管制冷机50 Hz微振动力由0.21 N减为0.05 N,100 Hz微振动力由0.26 N减为0.04 N,150 Hz微振动力由0.9 N减为0.04 N,200 Hz微振动力由0.97 N减为0.02 N,250 H... 采用自适应主动减振控制器驱动制冷机压缩机,通过自适应窄带滤波控制算法使脉冲管制冷机50 Hz微振动力由0.21 N减为0.05 N,100 Hz微振动力由0.26 N减为0.04 N,150 Hz微振动力由0.9 N减为0.04 N,200 Hz微振动力由0.97 N减为0.02 N,250 Hz微振动力由0.69 N减为0.0 6 N。测试结果表明自适应主动减振控制对压缩机轴向前五阶具有明显的减振效果。 展开更多

关键词 脉冲管制冷机 主动减振 自适应控制

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紧凑型平板环路热管实验研究 被引量：6

3

作者 田亚玲 张海南 +1 位作者 徐洪波 田长青 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期3288-3295,共8页

环路热管因其紧凑、高效等优势在电子元件冷却方面十分具有应用前景。实验研究了一种紧凑型平板环路热管在不同工况下的启动特性和传热特性。结果显示部分低加热功率和充液率下的启动出现振荡,高加热功率和较高充液率有利于环路热管平... 环路热管因其紧凑、高效等优势在电子元件冷却方面十分具有应用前景。实验研究了一种紧凑型平板环路热管在不同工况下的启动特性和传热特性。结果显示部分低加热功率和充液率下的启动出现振荡,高加热功率和较高充液率有利于环路热管平稳启动。总结了温度振荡现象出现的工况范围。传热特性方面,存在一个最优充液率使热管散热性能最佳,这个最优充液率与散热负荷有关。低负荷时,最优充液率较低;高负荷时,最优充液率较高。 展开更多

关键词 紧凑型 平板蒸发器 环路热管 传热 蒸发 多孔介质

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250 W空间自由活塞斯特林发电机模拟与实验研究 被引量：6

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作者 焦珂欣 牟健 +4 位作者 池春云 林明嫱 杨明卓 李瑞杰 洪国同 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1-7,共7页

为建设高效的空间能源系统,利用Sage软件设计了一台250 W空间自由活塞斯特林发电机,并对其进行了模拟研究,然后搭建了实验系统对其性能进行了测试,并与模拟结果进行了对比,研究了关键参数对发电机输出性能和稳定运行特性的影响规律。研... 为建设高效的空间能源系统,利用Sage软件设计了一台250 W空间自由活塞斯特林发电机,并对其进行了模拟研究,然后搭建了实验系统对其性能进行了测试,并与模拟结果进行了对比,研究了关键参数对发电机输出性能和稳定运行特性的影响规律。研究结果表明,发电机的输出功率和效率随加热功率的增加而增大,随充气压力、配气活塞板簧刚度、配气活塞杆直径以及膨胀腔初始长度的增加而减小,而发电机的热端温度和运行频率随上述参数的改变则均呈现单调的趋势。经过初步的优化,该发电机的最高输出功率达到275.1 W,热电转换效率达到23.14%。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 Sage模拟 实验测试 热端温度 运行频率

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空间百瓦自由活塞斯特林发电机的实验研究 被引量：5

5

作者 池春云 牟健 +2 位作者 林明嫱 洪国同 王新平 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期17-22,共6页

搭建了实验测试系统并对研制的百瓦自由活塞斯特林发电机进行性能优化实验,探究了板簧刚度、运行压力、外负载和冷端温度等因素对发电机输出功率、热电效率、运行频率、热端温度等输出特性的影响。结果表明:同一工况下,配气、动力活塞... 搭建了实验测试系统并对研制的百瓦自由活塞斯特林发电机进行性能优化实验,探究了板簧刚度、运行压力、外负载和冷端温度等因素对发电机输出功率、热电效率、运行频率、热端温度等输出特性的影响。结果表明:同一工况下,配气、动力活塞板簧刚度均存在最佳值使得发电机的输出功率与热电效率最高,运行频率对前者的变化更为敏感。运行压力和外负载的增加有效降低稳定热端温度,而冷端温度的提升则起相反作用。冷端温度的增加提升了发电机的整体运行温区,导致输出性能下降。经过实验优化,发电机在热端温度890 K,冷端温度298.5 K时,最大输出功率125.2 W,热电效率为25.4%。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发电机 测试系统 优化实验 热电效率

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空间高温区自由活塞斯特林发电机工作特性试验研究

6

作者 刘贺 池春云 +3 位作者 李瑞杰 林明嫱 牟健 洪国同 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第3期506-512,共7页

测试了不同冷端温度下,外负载、运行压力和加热功率对高温区自由活塞斯特林发电机的热端温度、电电效率、输出功率、频率的影响。研究结果表明,在同一冷端温度时,加热功率的增加使发电机的电电效率、输出功率、热端温度上升,而外负载、... 测试了不同冷端温度下,外负载、运行压力和加热功率对高温区自由活塞斯特林发电机的热端温度、电电效率、输出功率、频率的影响。研究结果表明,在同一冷端温度时,加热功率的增加使发电机的电电效率、输出功率、热端温度上升,而外负载、运行压力的增加则起相反作用;发电机的频率与外负载呈负相关变化,与运行压力、加热功率呈正相关变化。提升冷端温度使发电机的输出功率、电电效率和频率下降,热端温度上升。在三种不同冷端温度下,外负载、加热功率和运行压力对发电机输出特性的影响规律不变。经过测试,发电机在运行温区为495~1058 K时,最大输出功率103.681 W,电电效率20.5%。 展开更多

关键词 高温区 热端温度 输出功率 频率 电电效率

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自由活塞斯特林发电机气体静压轴承的承载特性

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作者 杨明卓 牟健 +1 位作者 林明嫱 洪国同 《轴承》 北大核心 2025年第1期31-38,共8页

气体静压轴承结合间隙密封技术作为自由活塞斯特林发电机的关键技术之一,可使动力活塞在高频往复运动中实现无接触支承,提高发电机的可靠性和使用寿命。为研究自由活塞斯特林发电机气体静压轴承的承载特性,基于轴向流动假设建立了理论模... 气体静压轴承结合间隙密封技术作为自由活塞斯特林发电机的关键技术之一,可使动力活塞在高频往复运动中实现无接触支承,提高发电机的可靠性和使用寿命。为研究自由活塞斯特林发电机气体静压轴承的承载特性,基于轴向流动假设建立了理论模型,通过模型计算了不同条件下气体轴承提供的承载力,设计并搭建了一种气体轴承承载力测试装置,测试了气体轴承在不同供气压力、节流孔直径及数量下的承载力。理论模型与试验结果均表明:承载力与供气压力、节流孔数、节流孔径呈正相关;承载力随活塞与气缸间隙的减小而增大。在间隙一定的条件下,偏心率越大,承载力越大;仿真分析与试验结果具有较好的一致性,说明这种测试方法是可行的。 展开更多

关键词 滑动轴承 气体静压轴承 发电机 节流孔 承载力 数值模型

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直线压缩机用多孔质气体轴承的仿真与实验 被引量：3

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作者 邹慧明 王英琳 +2 位作者 唐明生 李旋 汤鑫斌 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期122-129,141,共9页

采用气体轴承的主动耗气技术可以实现直线压缩机的无油润滑和非接触运行,以保证运行可靠性。为研究多孔质轴承的结构参数和压缩机设计参数对耗气量的影响,本文以R600a为制冷工质,建立多孔质气体轴承模型,利用Fluent对耗气量进行仿真模... 采用气体轴承的主动耗气技术可以实现直线压缩机的无油润滑和非接触运行,以保证运行可靠性。为研究多孔质轴承的结构参数和压缩机设计参数对耗气量的影响,本文以R600a为制冷工质,建立多孔质气体轴承模型,利用Fluent对耗气量进行仿真模拟计算,基于该模型模拟分析了多孔质材料厚度、间隙气膜厚度、排气压力、压缩机频率和排量占比对气体轴承耗气量和耗气率的影响,并通过实验测试验证了该模型的准确性。结果表明:气体轴承耗气量的仿真结果和实验测量的误差在±15%以内。根据耗气率给出了最佳的设计参数组合,为直线压缩机用多孔质气体轴承优化设计提供了参考。 展开更多

关键词 直线压缩机 多孔质气体轴承 耗气量 气体润滑

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具有相变的三介质换热器的分析

9

作者 张海南 丁京 +1 位作者 邵双全 田长青 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期43-49,共7页

具有混合能源的暖通空调与制冷(heating,ventilation,air conditioning&refrigerating,HVAC&R)系统通常需要在3种或多种流体之间传递热量。三介质换热器能满足多流体换热需求,在该领域具有应用前景,其优化具有重要意义。对于具... 具有混合能源的暖通空调与制冷(heating,ventilation,air conditioning&refrigerating,HVAC&R)系统通常需要在3种或多种流体之间传递热量。三介质换热器能满足多流体换热需求,在该领域具有应用前景,其优化具有重要意义。对于具有相变的三介质换热器,现有的热阻定义不能很好地发挥作用,而最新提出的[火积]理论提供了另一种方法。本文采用分布参数法建立了翅片管三介质换热器的仿真模型,并用实验结果进行了验证。此外,还推导了三介质换热器中基于[火积]耗散的的热阻。根据传热量和理论,分析了不同结构和空气流量下的三介质换热器的换热性能。结果表明,采用基于[火积]耗散的热阻作为评价标准与采用传热量为评价标准相比,改变管路排布方式获得的优化结果不同,改变管径或风量获得的优化结果相同。以基于[火积]耗散的热阻为标准,考虑不同流体侧之间的传热和压降的匹配,以获得最佳的管路排布方式。本文的实验结果有利于制冷空调系统中三介质换热器的优化以及[火积]理论新应用领域的拓展。 展开更多

关键词 三介质换热器 [火积] 优化 传热 相变

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基于余热回收的电动客车喷射补气热泵的制热性能 被引量：6

10

作者 顾潇 邹慧明 +2 位作者 韩欣欣 唐明生 田长青 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期326-335,共10页

根据电动汽车热泵在低温下的制热需求并延长车辆行驶里程,开发了车外换热器支路和余热换热器支路并联的余热回收系统并进行了制热性能试验研究。试验结果显示,对于并联余热回收支路的喷射补气式热泵系统,补气支路压力和补气流量均随着... 根据电动汽车热泵在低温下的制热需求并延长车辆行驶里程,开发了车外换热器支路和余热换热器支路并联的余热回收系统并进行了制热性能试验研究。试验结果显示,对于并联余热回收支路的喷射补气式热泵系统,补气支路压力和补气流量均随着余热量的增加而有明显的提升,而吸气主路流量受余热换热器出口过热度的影响。车外换热器支路和余热换热器支路的流量比也呈线性关系,流量比斜率与余热换热器出口相态有关。并联余热回收喷射补气热泵系统的制热性能随余热量的变化受压缩机吸气量和补气量这两个因素的共同影响。在7℃相对较高的环境工况下,余热量的增加有利于制热量的提升但COP没有优势;在−20℃较低的环境工况下,余热量的增加使得补气流量增长较大,但吸气流量衰减严重,对系统的制热性能提升不明显;在−10~0℃的环境工况下,制热量和COP都随余热量的增加而提升较大,−10℃时,1.8 kW余热量条件下的制热量比0.9 kW余热量条件下的制热量增加了11.6%,COP提升9.18%。 展开更多

关键词 热力学过程 传热 回收 电动客车 并联系统 喷射补气

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高热流密度元器件冷却用液冷板的研究及优化 被引量：6

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作者 战斌飞 徐洪波 +3 位作者 张海南 冷冬梅 田长青 周远 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期69-76,共8页

微通道液冷板在高功率密度元器件散热上广泛使用,对板面温度均匀性提出了更加严格的要求。本文以提升液冷板板面温度均匀性为目的,设计了一个同侧单进口、出口的全铝材质的微通道液冷板,在热流密度为300 W的情况下,测试其使用单相水和... 微通道液冷板在高功率密度元器件散热上广泛使用,对板面温度均匀性提出了更加严格的要求。本文以提升液冷板板面温度均匀性为目的,设计了一个同侧单进口、出口的全铝材质的微通道液冷板,在热流密度为300 W的情况下,测试其使用单相水和相变工质冷却的板面温度最大温差分别为2℃以内和2.6℃(R236fa)。为了进一步提升温度均匀性,在初步流道设计方案的基础上提出单进口多出口的流道优化设计方案,并从仿真和实验两方面验证了优化方案的有效性,实现了使用R236fa工质相变冷却后板面温度最大温差可以控制在2℃以内。 展开更多

关键词 高热流密度 冷却 液冷板 温度均匀性 优化

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关于一种高纯铝冷链传热性能的试验研究 被引量：2

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作者 田大成 练敏隆 +5 位作者 叶翔 孙立达 刘欣彤 王莉娟 王乃亮 赵密广 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期33-36,共4页

针对一种高纯铝冷链进行了设计,并对其传热能力开展了试验研究。搭建了试验验证平台及测试系统,实际测试了结构两端的温度差,并对该结构的传热特性进行了计算,同时对该结构力学特性进行测试。得出结论:该类耦合结构热导率在40 K温区可... 针对一种高纯铝冷链进行了设计,并对其传热能力开展了试验研究。搭建了试验验证平台及测试系统,实际测试了结构两端的温度差,并对该结构的传热特性进行了计算,同时对该结构力学特性进行测试。得出结论:该类耦合结构热导率在40 K温区可以达到950 W/m·K,适用于远距离布置和重量要求较高的场合。 展开更多

关键词 铝冷链 40K 热导率

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小长径比脉冲管制冷机重力影响的实验研究 被引量：2

13

作者 张广伟 王乃亮 +1 位作者 荀玉强 蔡京辉 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期5-9,共5页

为了进一步探究重力对于小长径比脉冲管制冷机地面测试的影响,搭建了重力特性研究试验台,测试了不同输入功率下各角度的制冷机性能。实验结果表明,制冷机在角度为135°—150°时制冷能力最差。随着输入功率的增加,角度变化对于... 为了进一步探究重力对于小长径比脉冲管制冷机地面测试的影响,搭建了重力特性研究试验台,测试了不同输入功率下各角度的制冷机性能。实验结果表明,制冷机在角度为135°—150°时制冷能力最差。随着输入功率的增加,角度变化对于脉冲管制冷机的影响变小,相同角度下温度、输入功率和电流的波动值变小。 展开更多

关键词 重力 小长径比 脉冲管制冷机 同轴

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大冷量同轴型脉冲管制冷机蓄冷器周向温度分布实验研究 被引量：1

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作者 张雅婷 王乃亮 +3 位作者 赵密广 李金泽 荀玉强 梁惊涛 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-5,12,共6页

针对一台液氮温区可产生100 W制冷量的脉冲管制冷机,通过控制变量的方法实验研究了工作频率、输入功率、冷头热负荷量对蓄冷器圆周方向温度分布和最大温差的影响。研究结果表明:工作频率的改变对蓄冷器的周向温度分布影响不大,增大输入... 针对一台液氮温区可产生100 W制冷量的脉冲管制冷机,通过控制变量的方法实验研究了工作频率、输入功率、冷头热负荷量对蓄冷器圆周方向温度分布和最大温差的影响。研究结果表明:工作频率的改变对蓄冷器的周向温度分布影响不大,增大输入功率导致蓄冷器的周向温度不均匀性明显变强,增大冷头热负荷量可以减小蓄冷器的周向温度不均匀性。 展开更多

关键词 脉冲管制冷机 大冷量 温度分布 蓄冷器

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100—140 Hz脉冲管制冷机耦合特性的实验研究

15

作者 邢恩春 唐清君 +2 位作者 陈厚磊 荀玉强 蔡京辉 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期48-53,共6页

为研究惯性管长度变化对压缩机输出效率和压缩机与冷指之间的耦合特性的影响,对100—140 Hz的2 kg级的高频脉冲管制冷机的整机效率进行了理论分析,通过实验研究了不同惯性管长度对压缩机活塞位移、相位、压力波的影响,并得出了压缩机输... 为研究惯性管长度变化对压缩机输出效率和压缩机与冷指之间的耦合特性的影响,对100—140 Hz的2 kg级的高频脉冲管制冷机的整机效率进行了理论分析,通过实验研究了不同惯性管长度对压缩机活塞位移、相位、压力波的影响,并得出了压缩机输出PV功。实验结果表明不同惯性管长度组合,对应不同频率压缩机的效率最高;制冷机整机效率最优与压缩机效率最优的运行参数不尽相同;通过调节惯性管的长度,使压缩机谐振频率与冷指相匹配时制冷机的整机效率最高。 展开更多

关键词 惯性管 压缩机效率 耦合 PV功

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自由活塞斯特林发电机启动特性实验研究

16

作者 林明嫱 刘润宝 +3 位作者 池春云 焦珂欣 周宇昊 牟健 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期130-135,共6页

启动是开展自由活塞斯特林发电机实验研究的前提,为更系统研究发电机的启动特性,搭建相关实验测试系统并开展实验。发现发电机在激励过后,只有热端温度超过一定值才能成功启动,并以此定义发电机的启动温度。然后以启动温度为评价指标,... 启动是开展自由活塞斯特林发电机实验研究的前提,为更系统研究发电机的启动特性,搭建相关实验测试系统并开展实验。发现发电机在激励过后,只有热端温度超过一定值才能成功启动,并以此定义发电机的启动温度。然后以启动温度为评价指标,探究充气压力,配气活塞板弹簧刚度等参数对发电机启动的影响规律。实验结果表明:随着充气压力增加,发电机对应的启动温度逐渐降低。配气活塞板弹簧刚度只有在一定范围内,发电机才能成功启动,并存在最优值。同时,减小外负载阻值以及通过串连电容增加系统的谐振都有利于发电机的启动。 展开更多

关键词 太阳能热发电 启动 实验 自由活塞斯特林发电机 激励

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间隙密封高频往复运动活塞偏移特性研究 被引量：1

17

作者 杨明卓 焦珂欣 +4 位作者 池春云 林明嫱 李瑞杰 牟健 洪国同 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期81-86,共6页

在间隙密封下的高频往复运动活塞组成的热力机械中,活塞平衡位置发生偏移的现象称为活塞偏移现象,这一现象普遍存在。对于线性压缩机和自由活塞斯特林发电机,活塞偏移将导致板簧容易断裂、输出效率下降甚至发生撞缸等严重后果。为研究... 在间隙密封下的高频往复运动活塞组成的热力机械中,活塞平衡位置发生偏移的现象称为活塞偏移现象,这一现象普遍存在。对于线性压缩机和自由活塞斯特林发电机,活塞偏移将导致板簧容易断裂、输出效率下降甚至发生撞缸等严重后果。为研究间隙密封活塞偏移的内部机制以及其影响因素,建立间隙流场的流动泄漏模型,并通过数值模拟验证模型准确性。以百瓦级自由活塞斯特林发电机活塞的密封结构为研究对象,建立热力学和动力学耦合模型,分析间隙和外力对活塞偏移的影响规律。研究表明:一个周期内通过间隙的净泄漏量大于0是导致间隙密封活塞发生偏移的根本原因;在一定条件下,间隙和外力越大,活塞偏移越明显。 展开更多

关键词 间隙密封 高频往复运动 活塞偏移 线性压缩机 斯特林发电机

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激光冲击和深冷处理对7050铝合金残余应力和力学性能的影响

18

作者 翁泽钜 王浩军 +2 位作者 郑建朋 顾开选 王俊杰 《热加工工艺》 北大核心 2024年第16期39-44,共6页

研究了不同激光冲击处理后进行深冷处理以及补充低温回火处理对7050铝合金残余应力和力学性能的影响及其规律。结果表明,激光冲击能够显著提高7050铝合金的表面压应力至-260 MPa,而增加深冷-低温回火处理后表面压应力减小约23%。但合理... 研究了不同激光冲击处理后进行深冷处理以及补充低温回火处理对7050铝合金残余应力和力学性能的影响及其规律。结果表明,激光冲击能够显著提高7050铝合金的表面压应力至-260 MPa,而增加深冷-低温回火处理后表面压应力减小约23%。但合理调整激光冲击工艺参数,能够有效弥补深冷-补充低温回火处理对表面压应力的降低,其中,当激光冲击次数为3次时,增加深冷-补充低温回火后表面压应力可达-230 MPa。此外,与单一激光冲击处理相比,激光冲击-深冷-补充低温回火处理后铝合金基体、表面之间的硬度得到均匀化。深冷处理能够促使激光冲击后铝合金试样表面变形加剧,同时晶粒得到进一步细化并且亚晶界增多,使7050铝合金的强度提高。 展开更多

关键词 激光冲击 深冷处理 铝合金 残余应力 7050铝合金

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R290直线压缩机变工况制冷性能 被引量：3

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作者 邹慧明 王英琳 +2 位作者 李旋 唐明生 田长青 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期342-347,共6页

根据电子冷却等应用需求,开发了小型制冷装置用R290直线压缩机样机,并开展了变工况性能试验研究。结果表明,在蒸发温度为8.0、2.7和−3.4℃三种工况下,直线压缩机在上死点位置的制冷量分别为1633.4、1417.4和943.4 W,COP分别为6.67、4.24... 根据电子冷却等应用需求,开发了小型制冷装置用R290直线压缩机样机,并开展了变工况性能试验研究。结果表明,在蒸发温度为8.0、2.7和−3.4℃三种工况下,直线压缩机在上死点位置的制冷量分别为1633.4、1417.4和943.4 W,COP分别为6.67、4.24和2.63,对应的循环效率分别为67.5%、70.9%和69.3%。蒸发温度2.7℃的设计工况循环效率最高,该工况下,当制冷量在35%~100%调节时,多变指数系数变化范围为0.968~0.983。在压缩机变容量调节过程中,气体等效刚度、固有频率与等效阻尼呈非线性变化,在上死点附近均存在极值点。 展开更多

关键词 R290 直线压缩机 变工况 热力学 动力学理论

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自由活塞斯特林发动机运行频率 被引量：1

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作者 牟健 林明嫱 +2 位作者 池春云 洪国同 陈厚磊 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期859-864,1019,共7页

自由活塞斯特林发动机运行频率是发动机的关键参数。区别于传统的曲柄连杆斯特林发动机,自由活塞斯特林发动机的运行频率由系统充气压力、动质量、弹簧刚度、阻力系数等热动力学参数耦合确定,因此确定自由活塞斯特林发动机的运行频率较... 自由活塞斯特林发动机运行频率是发动机的关键参数。区别于传统的曲柄连杆斯特林发动机,自由活塞斯特林发动机的运行频率由系统充气压力、动质量、弹簧刚度、阻力系数等热动力学参数耦合确定,因此确定自由活塞斯特林发动机的运行频率较为复杂。为了能够定量计算自由活塞斯特林发动机的运行频率,笔者建立了耦合发动机热动力学参数的数值模型。首先,在模型中对压力波进行线性化处理,得到了自由活塞斯特林发动机运行频率的计算公式;然后,运用模型分析了主要参数对发动机运行频率的影响规律,并与实验结果相对比,发现模型计算结果较为准确;最后,分析了当板弹簧刚度大幅度增加时,发动机的运行频率却变化较小,主要原因在于原有板弹簧的最高自然频率较低。结果表明:优化设计了新的板弹簧,使发动机运行频率大幅度升高,在采用新的板弹簧之后发动机的运行频率从原来的35Hz提高到60Hz。 展开更多

关键词 自由活塞斯特林发动机 运行频率 线性化 动力学模型

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