高温风洞蓄热式加热器蓄热单元初步设计与分析

蓄热式加热器是目前高温纯净空气风洞最具潜力和优势的一种加热方式。针对空心砖型蓄热式加热器,开展了空心砖型蓄热单元初步设计研究,涉及换热性能、压降控制和热应力评估等方面。结合一个预定的试验状态要求,对空心砖型蓄热单元的初步设计进行分析与讨论,评估孔径、孔间距、蓄热阵高度等几何设计参数对换热性能、压降控制和当地热应力水平的影响,进而确定空心砖型蓄热单元的基本设计方案,结果表明孔径、孔间距是加热器设计的关键参数,对其它参数、运行性能、安全性具有显著影响,高度选择直接影响出口气流温度水平及其稳定时间,初步设计方案可以很好地满足马赫数6．0试验模拟状态要求。研究结果可为空心砖型蓄热式加热器工程设计和方案评估提供有益的参考。     

90瓦直流磁稳电弧加热器设计及性能测量

本文主要论述90瓩直流磁稳电弧加热器的研制经验, 本加热器经过九百六十多次调试实验和性能测量已初步定型, 加热器能满足现有实验技术要求。本加热器的电弧电压及电流波动率小于±0.5%, 电参数不重复率小于±1%,驻点热流不重复率小于±1.42%, 射流的驻点焓为2070卡/克, 温度为4500°K,驻点压力为1.07大气压, 可用在常压下进行小模型的驻点烧蚀实验及高温测试技术研究。在本文中, 首先介绍了加热器的组成系统及工作概况, 而后讨论了加热器系统及辅助系统的设计细节及在设计和调试加热器过程中所考虑及解决的一些问题。其中, 如利用不锈钢管制成的水冷镇定变阻器和利用临界喷管来控制进气流量获得了更好效果。其次, 文中介绍了加热器性能调试及测量结果, 讨论了稳定性和重复性等问题,并给出了调试及测量数据。最后, 对本加热器的再入模拟能力作了近似计算。     

高温高压蒸发型燃烧加热器的设计

为某热风洞试验台设计了一种高温、高压蒸发型煤油燃烧加热器,根据热风洞试验台对加热器的性能要求,设计了加热器的主要部件,采用流阻法和一元流法,对加热器的空气流量分配及流程参数进行了计算.试验结果表明,所设计的加热器在结构方案、主要部件和总体性能方面基本满足设计要求,具有一定的适用性和工程实用价值.      

高超声速飞行器复杂结构热试验技术

为解决高超声速飞行器复杂结构热试验加热器设计难题,以高超声速飞行器钝头体试验样段为研究对象,对复杂结构热试验从试验方案确定,加热器详细设计,温度、应变、位移的测量及热流控制方法等相关技术进行研究。通过自行设计的红外加热器完成了钝头体试验样段的高温试验,获得了大量的温度、应变、位移等试验数据。通过本次研究,梳理了高超声速飞行器复杂结构加热器设计流程,为优化结构设计提供了重要试验数据支持。     

钛合金压气机盘等温锻造

介绍了ＴＣ１１钛合金压气机盘等温锻造工艺性分析,锻件图、模具结构和加热器的设计,液压机慢速机构改造方案以及锻造工艺和锻件的理化分析与结果。     

煤油加热器螺旋管内煤油传热特性分析

针对燃气加热方式的煤油加热器,为预测其工作性能参数发展了一维传热分析程序,试验验证最大误差为9.7%,结果较为准确。利用该程序研究了煤油加热器流动传热规律及多个因素对其工作特性的影响规律。研究结果表明,典型工况下,煤油从入口到出口温度升高,雷诺数由5.94×104升高至2.39×106,普朗特数由11.2降低至1.4,存在数量级变化,说明对流换热情况复杂;煤油速度逐渐增大,高温区停留时间短,仅为0.28s,结焦影响小;燃气温度、煤油流量和燃气流量是影响其加热能力的主要因素,其作用大小依次降低,而煤油压力和燃气压力对传热过程影响很小。该方法可以有效预测煤油加热器的工作能力。     

涡轮叶片热／机械复合疲劳试验方法研究

针对提高涡轮叶片TMF试验技术,介绍了在应用高频电感应加热设备基础上,进行高频电感应加热器设计、热/机械复合疲劳试验装置设计、测试方法和热/机械复合疲劳试验的方法;提出了制造工艺和试验方法对涡轮工作叶片热/机械疲劳寿命的影响与相应的修正措施。     

内燃机台架实验数据采集与处理系统研制

介绍了某内燃机台架实验数据采集与处理系统软件及硬件设计及实现。系统具有内燃机性能参数测量及分析、内燃机状态监测及故障诊断等功能。     

冲压发动机试车台空气燃烧加热器流量参数计算

给出了空气燃烧加热器热力计算方程,计算得到了燃烧加热所需燃料流量以及补氧量随模拟飞行马赫数变化曲线,分析了加热器压力对加热所需燃料流量以及补氧量的影响。计算分析结果可为冲压发动机试车台空气燃烧加热器设计提供参考。     

凸盘活塞发动机的展望及其产业化途径

本文论述了凸盘活塞发动机的工作原理、技术特点和积木式设计方案，介绍了ＴＰＨＳ５发动机的设计结构和性能参数，分析了脊形凸盘曲轨的设计和制造可行性，最后提出了凸盘活塞发动机的产业化途径。     

Heating and cooling battery electric vehicles-the final barrier

Battery electric vehicles (EVs) present a particular challenge to the development of more efficient and effective heating and cooling systems for automotive applications. Because heating-ventilating-air-conditioning (HVAC) systems are electrically powered, vehicle range is reduced when the HVAC system is operating. The alternative solutions to HVAC battery electric vehicles are identified and evaluated. These include a basis for determining HVAC boundary design assumptions and showing mathematical methods for estimating the HVAC load and energy requirements, and evaluation of the new European and Japanese approaches to wintertime heating, such as NaS battery, motor and component waste heat recovery, electric seat warmer, radiant foot warmer, electric windshield and backlight defrost, molten salt latent heat storage, metal hydride hydrogen storage and catalytic heater, and liquid fueled heater     

空间斯特林发电机热头结构设计及分析

空间斯特林发电机热头在工作中要承受严酷的高温高压的工况,为了保证其长寿命和高效换热等要求,需要对斯特林发电机热头的材料、结构等方面进行分析和优化设计。本文初步介绍了空间斯特林发电机热头结构设计的要求和准则,分析了热头结构设计的难点和关键点及解决途径。采用有限元分析方法,开展了斯特林发电样机热头的温度和压力综合应力分析和热头结构的优化设计。加工完成的热头结构的工作性能满足斯特林发电机样机的要求,初步验证了设计方法和途径的正确性。     

家用燃气热水器的风险评价研究

家用燃气热水器与电热水器和太阳能热水器相比具有很多优点,但由于一些事故的发生导致人们对其安全性的信任度降低。为了填补燃气热水器安全评价的空白,给产品的设计和使用提供参考依据,以一特定型号的燃气热水器为例,通过RAC风险评价得出风险较大的事故,并对事故应用故障树分析,最后根据基本事件的特性对其综合评价,得到的排序结果比单独从结构重要度角度考虑基本事件排序更为客观。     

补氧加热器性能计算分析

本文通过计算分析,探讨了氢、煤油和甲烷三种燃料补氧加热器的性能和结构冷却方案.包括油气比、补氧量、各种成分的重量百分比等对加热空气的影响.这些结果将有助于开展补氧加热器的试验研究.     

多喷嘴构型的轴对称氢氧加热器设计与仿真

为了使氢氧燃烧加热器满足自由射流试验台工作需要并获得均匀的出口气流参数,采用同轴剪切式7个喷嘴轴对称构型喷注器,利用CFD仿真软件对其进行了三维反应流场计算,燃烧模型采用氢氧单步反应模型,获得了设计工况下的参数.计算结果表明:燃烧效率随着中心喷嘴与外围喷嘴距离L与喷注面板半径R之比(L/R)的增大先上升后下降;喷注面板的温度随着L/R的增大而降低,最终维持在600K左右;加热器出口的氧气摩尔分数以及总温的均匀性基本不随着L/R变化而变化;出口主流区的马赫数在6左右满足设计要求.在各个喷嘴的影响区域大致相等时,加热器综合性能良好.氢氧速度比越大,完全燃烧所需区域越短,喷注面板温度越高.与单喷嘴、19个喷嘴的加热器比较发现7个喷嘴的构型较为合理.      

电弧加热器试验条件下端头烧蚀外形计算

对电弧加热器试验条件下端头的烧蚀外形进行了仿真计算，考察了碳-碳端头烧蚀外形随来流条件的变化规律。重点研究了电弧射流的非均匀性对烧蚀外形的影响以及表面粗糙度对边界层转捩和气动加热的影响。