最新刊期
2026年第47卷第3期
- 摘要：在航天器深空探测任务中，低温推进剂贮箱内的流体常经历复杂的变过载环境，该过程中气液界面剧烈变化，引发强烈的相变传热与热力状态改变响应。本文基于落塔实验，搭建了液氧重定位实验系统，观测并记录了微重力转变过程中气液界面形态、气相温度与压强的动态变化。结果表明：在由常重力转为微重力的下落阶段，液氧三相接触线沿贮箱壁面爬升，并在首次回退时在壁面形成残留液体层。由于接触线爬升增大了气液界面面积，界面附近液氧持续蒸发，再叠加残留液体层的作用，最终使得增压速率上升。距离界面15.2 mm处的温度变化不仅受到固壁传热的影响，还受到界面振荡所引起的低温气体流动的干扰，在整个2.5 s的重定位过程中，该测点的温度增加量低于另外2只温度传感器。本研究为低温推进剂在轨管理装置的设计和重定位仿真模型的校验提供了重要的实验依据。关键词：液氧;落塔实验;微重力;界面242|358|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：正仲氢催化转化是氢液化流程中降低能耗、提高储存效率的关键工艺。掌握催化反应动力学规律并实现浓度的实时监测对于优化液氢生产至关重要，其中基于拉曼散射光谱的正仲氢浓度测量技术是一种响应迅速、准确、高效的原位测量手段。相较于传统的气相色谱仪间接测量方法，不仅能适配工艺过程动态检测需求，还能服务于反应动力学等精密测试，是一种先进的测量手段。本文综述了基于拉曼散射光谱的正仲氢浓度测量技术，系统阐述了该测量技术的原理、光学检测系统的构成。通过回顾正仲氢催化转化测量技术从早期宏观热导率测量到现代原位光谱分析的发展历程，重点对比了拉曼光谱与气相色谱、核磁共振、声速法等技术的优劣，并指出拉曼光谱技术在自标定、无损、原位、快速响应等方面的显著优势。为氢能规模化应用中的正仲氢高精度监控提供了理论依据与技术参考。关键词：拉曼散射光谱;氢液化;正仲氢催化转化;原位测量技术;仲氢定量测量125|673|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：为了满足制冷机冷却的小型氢液化装置优化设计需求，本文搭建了低温制冷机冷源系统，针对氢气在内径为1.75 mm的螺旋管内开展流动冷凝传热特性实验研究。在开展实验前，对制冷机性能进行测试，并通过数据拟合得到制冷量与冷头温度之间的函数关系。实验在3种不同饱和压力（495、665、850 kPa）和质量流率为15~40 kg/（m2·s）的工况下进行，通过敏感性分析揭示质量流率、饱和压力和温差对传热系数的影响。结果表明：在实验范围内，氢气冷凝传热系数随质量流率的增大而显著提高，整体增幅为74%~133%，且在低质量流率区间增长更为明显；在低质量流率条件下，饱和压力由495 kPa提高至850 kPa时，冷凝传热系数下降47%，而在高质量流率下压力影响明显减弱；此外，在本实验工况下冷凝传热系数区间为594~1 388 W/（m2·K）。关键词：氢气;流动冷凝;传热特性;低温制冷机152|405|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：当前低温超导、空间探测等前沿领域对液氦温区制冷技术的小型化、高可靠性及长寿命特性提出迫切需求，多级斯特林脉管制冷机是满足此类需求的极具潜力的解决方案。本文设计并研制了1台热耦合结构的三级斯特林脉管制冷系统。该系统采用中科力函生产的两级高频斯特林制冷机（70 Hz）对第三级进行预冷，可提供5 W@70 K（即70 K下制冷量为5 W）和2 W@32 K的冷量。针对第三级冷指，首先利用Sage建立了简化制冷机模型，以此确定关键运行参数，包括运行频率、平均压力及预冷温度；再对第三级进行仿真优化，并最终完成设计与实验平台搭建。实验结果表明：在平均压力为1.4 MPa，频率为21 Hz，总输入电功约为370 W工况下，冷端最低温可达5.16 K，典型制冷量为50 mW@6 K和102 mW@7 K。关键词：三级;液氦温区;回热器;脉管制冷机211|734|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：液氢罐箱因具有储氢密度高、系统成本低等优势在氢储运应用中展现出规模化储运潜力，但将液氢容器夹层长期维持在10-2 Pa级高真空环境仍面临挑战，其中氢气残余是导致真空失效的主要因素，亟需开发高性能低成本的氢吸附材料。本研究基于金属有机框架材料（MOFs）的多孔特性，采用HKUST-1作为新型氢吸附剂，系统研究其吸附特性及其在液氢罐箱（长12 192 mm、宽2 438 mm、高2 591 mm，40英尺）中的应用机制。结果表明：通过自主合成获得的具有1 426 m2/g比表面积和双峰孔结构的HKUST-1展现出优异的物理吸附潜能，该材料在液氢温区具有可逆吸氢性能，且在极低压力区间仍保持有效吸附，兼具低温吸附与常温吸附双重功能。夹层真空动态模型结果表明：在夹层冷端使用少量制备的HKUST-1能同时减少低温吸附剂和常温吸附剂的用量，有效提高对残余氢的物理吸附并减缓极低真空下H2分压力的上升速度。本研究为液氢储运装备的真空维持提供了新型材料解决方案，对液氢罐箱的安全设计和运维具有参考价值。关键词：氢吸附剂;金属有机框架;吸附性能;真空多层绝热150|579|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：为了精确指导液氢储罐多层绝热（MLI）/蒸气冷却屏（VCS）复合绝热结构设计，建立了MLI/VCS三维稳态传热模型，研究了平行布置和螺旋布置下VCS内温度场及不同VCS管直径、数量/管长、辐射屏厚度、排气流量等对储罐绝热性能的影响规律，对比了2种VCS管布置方式的绝热性能。结果显示：对于VCS管平行布置方案，增加管径、管数和排气流量，储罐绝热性能均相应提高；对于VCS管螺旋布置方案，增加管径和流量也呈现与平行竖管方案相同的规律，而管长增加对储罐绝热性能的影响与排气流量有关，辐射屏厚度对绝热性能影响较小，2种VCS管布置方式的绝热性能优劣也受排气流量的影响。实际中需要结合排气方式和排气量选择合适的VCS管布置方式。关键词：多层绝热;蒸气冷却屏;液氢储罐;三维模型;绝热性能584|1127|0更新时间：2026-06-01
低温技术
- 摘要：非均匀结霜是风冷冰箱蒸发器表面结霜的显著特征，也是导致蒸发器性能衰减的重要诱因之一。本文从风冷冰箱蒸发器非均匀结霜特性、基于该特性的除霜优化以及霜检测优化3个方面综述研究进展，简要介绍了风冷冰箱蒸发器非均匀结霜的形成机制、影响因素及其对冰箱性能的影响；系统地总结了风冷冰箱蒸发器的霜热匹配除霜优化及抑霜策略；分析直接和间接霜检测技术在非均匀结霜条件下面临的复杂挑战及解决思路，最后总结和讨论了风冷冰箱蒸发器非均匀结霜研究中的不足，指出其未来潜在发展方向，为风冷冰箱的高效运行与节能优化提供参考。关键词：风冷冰箱;非均匀结霜;除霜;回风道;霜检测445|1924|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：本文提出了一种基于石蜡/膨胀石墨/竹炭复合双层相变材料的锂离子电池被动热管理新方法。为解决现有相变材料温控范围有限的问题，构建了双相变温度（30 ℃/50 ℃）梯度结构，并结合膨胀石墨的高导热性与竹炭的多孔吸附特性，开发了具有双相变温度调控功能的复合相变体系。实验结果表明：在40 ℃环境温度和5 C大倍率工况下，采用双层相变材料的电池组温升（43.3 ℃）比无相变材料组（69.6 ℃）降低37.8%；在低温环境（-10 ℃和0 ℃）下，双层相变材料通过相变潜热释放与孔隙储热协同作用，拓宽了电池有效工作温度范围。该复合相变体系通过双相变机制实现了宽温域（-10~40 ℃）的智能热管理，为电池热安全调控提供了创新解决方案，具有显著的工程应用价值。关键词：双相变材料;电池热管理;石蜡/膨胀石墨/竹炭;宽温域调控537|4331|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：高架立体医药库的热湿环境会影响药品的储存及疗效。以天津某高架立体医药冷库为研究对象，研究不同货架布置对温湿度分布的影响。优化了冷库内部气流组织，并结合场协同理论，系统研究了冷库的温湿度分布、温湿度均匀性及制冷效果。结果表明：场协同角可有效用于高架冷库的性能评价。适当增大货架层间距对于医药库的热性能有优化作用，当货架层间距为0.6 m时，平均温度tp为4.56 ℃，温度不均匀系数Kt为0.039，平均相对湿度为55.21%，相对湿度不均匀系数为0.015，平均场协同角αp为57.47°，流动换热性能合理。关键词：高架立体医药冷库;场协同理论;热性能;气流组织;货架布置策略467|844|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：鉴于实验室稳态工况测量无法充分反映空调器的真实性能问题，基于虚拟建筑的房间空调器动态性能测量已成为当前的研究热点。本文通过模拟仿真和模型分析方法，确定了房间空调器性能动态测量关键参数：建筑的负荷点、0负荷点、热冷比、显热比、选型系数和房间有效热容和湿容，并通过实验验证了动态性能测量方法的可行性。结果显示：适用于我国平均建筑的房间空调器的选型系数制冷季可取1.33，对于安装2.4 kW空调的房间（12~20 m2），房间有效热容为240~300 kJ/K，湿容为50~100 kg，基于上述参数在实验室对3.5 kW 空调器性能进行动态测试，发现动态能效较稳态能效下降31.8%，能更真实地反映空调器的真实性能。关键词：空调器;虚拟建筑;动态测试;关键参数520|1648|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：基于济南市某办公建筑的PV/T耦合地源热泵跨季蓄能系统，将实测与TRNSYS仿真和GeoStar模拟相结合，探讨耦合系统的全年运行特性，对比分析耦合系统与单一地源热泵系统运行10年的地温和能效变化。结果表明：耦合系统制冷季与供暖季综合能效比均高于1.5，最高可达2.21；可再生能源分数在过渡季表现最佳，4月可达0.9；夏季，PV/T余热的注入对热泵性能存在抑制，热泵平均COP比冬季降低10.5%，综合能效比冬季低4.97%。运行10年，耦合系统土壤温度下降0.13 ℃，综合能效比由1.24降至1.22，可再生热分数从0.459降至0.443；单一地源热泵系统的土壤温度下降0.7 ℃，综合能效比由1.195降至1.15。PV/T耦合地源热泵系统通过“夏蓄冬用”实现了土壤热平衡调控与冷热电协同优化，为寒冷地区提供了高效可持续的清洁能源解决方案。关键词：PV/T;地源热泵;地温平衡;跨季蓄能659|1791|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：为解决传统多联机无新风、空气品质差的问题，在实际工程中通常采用多联机与新风机组2套系统，但这两者通常是独立控制。为充分实现多联机和热回收新风机组的协同控制，研发了多联机与新风机组联合运行的新风多联机系统，以降低系统能耗，提高室内环境的舒适性和空气品质。基于多联机全工况性能模型和新排风热回收机组的特性，采用模拟分析方法，探讨常规多联机系统与3种新风多联机系统在南京和北京住宅建筑中的节能效果。研究表明：相比于常规家用多联机新风系统，采用定风量新排风热回收机组可显著降低系统运行能耗，全年节能率在南京和北京分别达到20.7%和30.6%，且节能效果与气候寒冷程度呈正相关；在制热工况下，系统优先采用热回收模式并将新风量控制在最小水平；在制冷工况下，通过引入旁通支路并结合变风量控制策略可进一步提升节能性能，相较于基准方案1，南京和北京的制冷季节节能率分别提高了2.77%和15.31%。关键词：热回收;新风机组;多联机;优化控制;气候区218|1188|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：优化回热器几何形状以提高主动回热式电卡制冷（AER）器件的性能受到人们广泛关注，本文将波纹及渐缩结构用于平行板，对比分析了电场参数对器件性能的影响。结果表明：渐缩结构较其他结构可以更好地平衡流动阻力与传热效率，在相同工况下表现出最佳制冷性能，波纹AER次之。器件循环周期过短或过长，均导致制冷性能不佳，传热量达到最大可能传热量的63%~66%时切换电场是较佳的选择；同一循环周期下，器件均存在最佳极化时长（0.2 s），此时平行板、波纹及渐缩AER制冷量分别为4.16、4.35、4.71 W，COP分别为1.76、2.04、3.17。随场强增加，器件制冷量均呈指数型增大，场强越大，渐缩AER制冷量提升越大，场强由50 MV/m增至225 MV/m时，渐缩AER制冷量由0.68 W增至10.06 W，提升约13.79倍。关键词：结构优化;主动回热式电卡制冷;强化传热;渐缩结构;波纹结构439|867|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：新型车用空调制冷剂R474A与R479A在环保性、安全性、热力学性能等方面表现突出，但其与冷冻机油的溶解度特性尚未见相关研究。本文研究了R474A和R479A与冷冻机油RB68和RB100EV的溶解特性，在-20~20 ℃温度范围内，测试了R474A和R479A与RB68和RB100EV的临界互溶温度。在实验温度范围内，R474A与RB68和RB100EV溶液在不同含油率下始终互溶，临界互溶温度低于-20 ℃。R479A与2种冷冻机油均保持均相透明状态，临界互溶温度均在-20 ℃以下。表明2种车用制冷剂与冷冻机油在低温环境下仍有很好的互溶性，验证了作为严寒地区车用空调替代工质的适用性。基于等体积饱和法，在-20~60 ℃温度范围内测试了R474A与R479A在RB68、RB100EV中的溶解度，实验结果表明：2种新型制冷剂在RB68、RB100EV这2款冷冻机油中的溶解度随着压力的升高而增大，随着温度的升高而减小。在-20~50 ℃温度范围内，随着压力的升高，压力对溶解度的增强效应显著提升。关键词：R474A;R479A;冷冻机油;互溶性;溶解度807|1101|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：为打破室温磁制冷与磁热泵系统在室温附近的应用瓶颈，建立了复叠式主动磁回热器一维数值模型，从制热性能的角度研究其关键影响参数。仿真结果表明：换热流体流量越大，热端温度越快达到稳态，且无负荷温跨随流量先增大后减小，制热量随流量的增大而增大。此外，缩短加退磁和流动时间可显著提升制热量及无负荷温跨，在1-1-1-1 s运行时序下，制热量及无负荷温跨最高分别可达55.2 W和29.9 K。当LaFeSiH居里温度间隔增大时，无负荷温跨先增大后减小，最大值在居里温度间隔为6 K时取得，为40.2 K。在4种填充长度比中，制热性能最优比为2∶2∶2∶2∶7，其最大无负荷温跨为31.2 K，最大制热量可达64 W。关键词：磁热泵;复叠式主动磁回热器;数值模型;制热性能374|655|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：大规模水池蓄热系统的利用可增加集中供暖系统中可再生能源占比。目前水池蓄热系统的可用模型大多基于数值建模，缺乏可快速计算及准确的解析模型。基于此，本研究提出了一种适用于大规模储热水体的解析模型。该模型分别在水域和土壤域进行求解，再通过水池侧壁和底部温度以及边界热通量进行耦合。在水域传热分析中，提出“三区”模型，将横截面分成中心区、过渡区和边缘区，相比于简单的一维模型，该“三区”模型将水体水平流动纳入考虑，对水温的动态模拟更为准确。在土壤传热分析中，改进了用于地源热泵领域的有限圆柱源模型，使之适用于大型水池蓄热系统的建模。随后，该解析模型采用丹麦60 000 m3 水池蓄热项目10 a实测数据进行验证，发现顶部、中上部、中部、中下部和底部位置的水温平均误差分别为0.233%、0.44%、0.445%、0.316%和1.27%，均小于1.5%，表明该解析模型具有较高准确度和可靠性。关键词：跨季节储热;大规模水池蓄热系统;数值模型;解析模型276|574|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：本文提出了一种新型的无水地暖热水两联供空气源热泵系统，其特征是制冷剂直接在地暖埋管中冷凝，同时高温的制冷剂在外绕盘管式热水器中进行热交换制取生活热水，实现室内供暖和生活热水供应。加工出样机并在单独地板采暖、两联供及单独热水器3种模式下进行测试。结果表明：3种模式下房间地板表面温度均维持在25~33 ℃，空气温度维持在18~22 ℃。毛细管地板具有蓄热作用，当停止向房间供热约113~245 min时，房间空气温度依然保持在18 ℃以上；在优先满足室内采暖要求下，该系统在环境温度为-5 ℃时，经过572.3 min，热水器水温升至45 ℃；系统制热量和EER最低分别达到2.70 kW和3.55。关键词：空气源热泵;无水地暖;外绕盘管式热水器;制热性能286|991|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：适当添加表面活性剂CTAB可以显著降低溶液表面张力，促进沸腾传热。本文将其应用于脉动热管（PHP），并采用响应面法指导实验研究。通过改变输入功率（Q=10~105 W）、填充率（α=25%~75%）和CTAB浓度（ω=0~0.29%），研究他们对PHP传热性能的影响。结果表明：在中等填充率（α=50%）时，适当添加CTAB（如ω=0.145%）可有效改善PHP的运行，降低热阻，并在较低功率下实现温度波动特性的转变。就影响因素而言，输入功率的影响最大，其次是填充率，浓度的影响最小。此外，输入功率与填充率之间的交互作用最显著，而填充率与浓度之间的交互影响不显著。预测得到的最小热阻值约为0.32 ℃/W，且存在一个较宽泛的最优运行工况区，使得PHP的整体热阻较小，这将有利于PHP在工程中的实际应用及性能优化。关键词：脉动热管;响应面法;表面活性剂;运行参数;评估123|305|0更新时间：2026-06-01
- 摘要：空气源热泵实际运行诊断中，针对单一制热性能系数因工况依赖性难以区分环境效应与机组性能退化的局限性，提出基于热力学第二定律的性能一致性指数的指标。该指标以铭牌标识工况热力学完善度为基准，通过归一化实际工况下的热力学完善度，构建兼具工况鲁棒性与设计对标能力的能效诊断方法。研究表明：性能一致性指数融合了热力学完善度的稳定性与可比性，有效解耦环境参数波动与机组性能退化的耦合影响，其值可独立于运行工况，精准表征机组状态。以性能一致性指数PCI=1为设计基准，量化机组实际性能与设计目标的偏差。基于对4台机组实际运行诊断的验证，性能一致性指数成功识别部分负荷能效衰减与低温性能劣化。性能一致性指数为空气源热泵长效节能监管提供了理论工具，通过设定阈值可精准定位低效机组，支撑“煤改电”设备更新的科学化决策。关键词：空气源热泵;性能一致性指数;热力学完善度;长效节能;运行诊断365|1061|0更新时间：2026-06-01
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