• 真空超导散热器

    真空超导散热器真空超导散热器是一种利用真空超导材料来实现高效散热的技术。它通过在真空环境中使用超导材料作为热传导介质,从而达到比传统散热方式更高的散热效率。真空超导散热器的原理真空超导散热器的基本原理是利用超导材料在低温下的特殊性能,即在低温下,超导材料的电阻率为零,并且具有很高的热导率。当超导材料与热源接触时,热量会通过超导材料快速传导到散热器外壳,然后通过散热器外壳将热量散发到周围环境中。真空超导散热器的优点真空超导散热器具有以下优点:散热效率高:真空超导散热器可以实现比传统散热方式更高的散热效率,这是因为超导材料具有很高的热导率,可以快速传导热量。低功耗:真空超导散热器在工作时功耗很低,这是因为超导材料具有零电阻率,不需要消耗电能来驱动。体积小:真空超导散热器体积小巧,可以安装在狭小的空间中。重量轻:真空超导散热器重量轻,可以方便地运输和安装。真空超导散热器的应用真空超导散热器广泛应用于以下领域:航空航天:真空超导散热器可以用于为航空航天器上的电子设备散热,以防止其过热损坏。电子工业:真空超导散热器可以用于为电子元器件散热,以提高其性能和稳定性。医疗领域:真空超导散热器可以用于为医疗设备散热,以确保其安全可靠地运行。其它领域:真空超导散热器还可用于军事、科研等领域。真空超导散热器的发展前景真空超导散热器是一种很有前途的散热技术,随着超导材料和真空技术的发展,真空超导散热器将变得更加高效和可靠。未来,真空超导散热器有望在更多领域得到应用,成为一种主流的散热方式。...

    2024-01-09 真空超导热管散热器 超导散热器的弊端

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    真空玻璃和中空玻璃哪个好真空玻璃和中空玻璃都是建筑物中常用的节能玻璃,但它们在性能和价格上存在一些差异。真空玻璃真空玻璃由两片玻璃板组成,中间抽空并密封,形成一个真空层。真空层的导热系数非常低,因此真空玻璃具有优异的隔热性能。同时,真空玻璃还具有良好的隔音效果。真空玻璃的缺点是价格昂贵,并且在生产和运输过程中容易损坏。中空玻璃中空玻璃由两片或多片玻璃板组成,中间充入惰性气体,并密封起来。中空玻璃的导热系数比真空玻璃高,但仍比普通玻璃低。中空玻璃的隔音效果也优于普通玻璃,但不如真空玻璃。中空玻璃的价格比真空玻璃便宜,并且在生产和运输过程中不易损坏。综合比较总体而言,真空玻璃的隔热性能和隔音效果优于中空玻璃,但价格也更昂贵。中空玻璃的价格相对便宜,并且在生产和运输过程中不易损坏。因此,在选择真空玻璃和中空玻璃时,需要根据自己的实际需求和预算进行权衡。以下是在选择真空玻璃和中空玻璃时需要考虑的一些因素:气候条件:如果您居住在寒冷地区,则真空玻璃的隔热性能会更好。预算:真空玻璃的价格比中空玻璃高,因此您需要考虑自己的预算。玻璃面积:如果玻璃面积较大,则真空玻璃的重量会更重,因此需要考虑建筑物的结构是否能够承受。安装难度:真空玻璃的安装难度比中空玻璃高,因此需要考虑安装成本和时间。...

    2023-12-20 真空玻璃中空玻璃的区别 真空玻璃中空玻璃夹胶玻璃的区别

  • 变频空调抽真空多少钱(变频空调抽真空

    变频空调抽真空多少钱?变频空调抽真空的价格一般在100元到200元之间,具体价格根据空调的型号、品牌以及抽真空的难度而定。为什么变频空调需要抽真空?变频空调在安装时需要抽真空,主要是为了排除空调系统中的空气和水分,避免空调在运行时出现故障。如果空调系统中存在空气和水分,会导致空调的制冷效果下降,还会增加空调的噪音,甚至可能损坏空调的压缩机。变频空调抽真空的步骤关闭空调的電源。使用真空泵将空调系統中的空氣和水分抽走。檢查真空泵的壓力表,確保真空度達到要求的標準。关闭真空泵,并拧紧真空阀门。打开空调的電源,并检查空调是否正常运行。变频空调抽真空的注意事项抽真空时,应将空调的室内机和室外机都连接到真空泵上。抽真空的时间应根据空调的型号和品牌而定,一般需要抽真空30分钟到1小时。抽真空时,应注意观察真空泵的压力表,确保真空度达到要求的标准。如果空调系统中存在大量空气和水分,可能需要重复抽真空几次,直到真空度达到要求的标准。抽真空后,应拧紧真空阀门,并检查空调是否正常运行。...

    2023-12-20

  • 笔记本电脑散热器有必要吗(笔记本电脑散热器

    答案是肯定的。笔记本电脑散热器可以有效地帮助笔记本电脑保持低温,从而降低笔记本电脑的运行温度,延长笔记本电脑的使用寿命。随着笔记本的用户越来越多,很多朋友越来越重视笔记本的保养。随着炎热的夏天来临,笔记本开始新一轮艰难的旅行,很多用户给笔记本加散热器。笔记本电脑散热器有用吗?面对市面上质量参差不齐的笔记本电脑散热器,到底是排风好还是送风好?如何选择?下面小编来分析一下。笔记本电脑散热器有用吗?关于笔记本电脑散热器是否有用,答案是肯定的,但是不同的设计,不同质量的散热器,散热效果是不一样的。笔记本电脑散热器绝对有用。这是最简单的。把笔记本放在散热器托盘上,本身就增加了底部的透明度,给了笔记本更多的散热空间。这虽然微不足道,但足以说明它至少是有用的,这里还没有涉及到散热风扇的作用。其实这个问题是一个模糊的概念。笔记本的散热取决于笔记本本身的散热和它所处的环境,也和它本身的设计有很大关系,和笔记本的使用也有关系。比如玩游戏产生的热量远高于浏览网页产生的热量,笔记本电脑散热器相当于辅助散热,不同情况下有所不同。一个优秀的散热器可以显著帮助笔记本散热。笔记本所处的环境散热好的时候,就没必要用散热器了。当然,用起来更好。更重要的是,笔记本本身要有一定的散热能力。如果散热不好,辅助散热器不一定能从根本上解决问题,可能还需要清理笔记本内部的灰尘。笔记本电脑散热器?通风好还是送风好首先,让我们看看笔记本电脑散热器是如何工作的:笔记本电脑散热器的工作原理其实很简单。它直接吹走笔记本电脑底部的热量,强制吹出笔记本电脑的热量,并引入冷空气增加笔记本电脑底部的空气流量,使笔记本电脑内部的发热元件全部散热,有效维持内部低温工作环境,保证笔记本电脑的稳定运行。笔记本电脑散热器?通风好还是送风好答案当然是排气笔记本电脑散热器散热更好。事实上,许多专业测试都得出了同样的结论。1.排气散热器对于散热不好的笔记本可以降低10-20左右的温度,而对于普通笔记本可以有效降低5-10。2.普通底座式吹风机散热器的散热只是针对笔记本的底面,加强了周围的空气流动。它的降温效果在5左右,整体效果不好。所以对于笔记本用户来说,如果笔记本散热能力差,经常温度高,建议选择一些新笔记本或者自身散热好,但是温度不高的排气笔记本电脑散热器,选择普通底座散热器即可。可以根据自己的具体情况选择。希望这篇文章的分享对大家有所帮助。本文今天讲解到此结束,希望对你有所帮助。点评:这篇文章介绍了有关笔记本电脑散热器的相关知识,内容比较全面,论述清楚,从笔记本本身的散热能力,到环境散热,再到笔记本电脑散热器的工作原理,最后给出了一些实用的建议,可以让读者更好的选择散热器。总的来说,这篇文章介绍的内容清晰明了,文章的结构也比较完整,是一篇不错的文章。...

    2023-02-21 电脑散热器笔记本 电脑散热器 笔记本能用吗

  • 《快速成型及真空注型技术与应用》王永信主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

    图书名称:《快速成型及真空注型技术与应用》【作者】王永信主编【丛书名】3D打印机快速制造系列教材【页数】235【出版社】西安:西安交通大学出版社,2014.09【ISBN号】978-7-5605-6336-7【价格】46.00【分类】快速成型技术【参考文献】王永信主编.快速成型及真空注型技术与应用.西安:西安交通大学出版社,2014.09.图书封面:图书目录:《快速成型及真空注型技术与应用》内容提要:本书由两部分组成,第一篇快速成型技术与应用;第二篇真空注型后处理技术与应用。快速成型技术集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,是先进制造技术的重要组成部分。真空注型技术主要特点可以快速制作样件,进行新产品评估、鉴定、测试,从而优化零件的设计、缩短测试样件的制造周期,广泛应用在新产品概念设计、产品设计审定、零件工程测试、零件整体配合及评估、产品的功能测试与结构分析、产品样品(首板)制作、产品的市场推广、生产的可行性研究等研发制造领域。《快速成型及真空注型技术与应用》内容试读第1章快速成型技术及原理1.1推广快速成型技术的意义在新产品的开发过程中,经常需要对所设计的零件或整个系统在投人大量资金组织加工或装配之前,制作一个样品或原型。这样做主要是因为生产成本昂贵,而且模具的生产需要花费大量的时间准备。因此,在准备制造和销售一个复杂的产品系统之前,快速成型制作的原型可以用于对产品设计进行评价、修改和功能验证。一个产品的典型开发过程是从前一代的原型中发现错误或从进一步研究中发现更有效和更好的设计方案,而一件原型的生产极其费时,模具的准备需要几个月,一个复杂的零件用传统方法加工更是困难。例如,我国是一个家电消费大国,近年来引进成套技术和生产线,使我国拥有了一定的生产能力,但由于没有新产品的开发能力,使我国在产品更新换代中,每每落后。新产品的开发能力,不仅在于一个性能优良的产品设计,而更取决于将一个好产品迅速推向市场这一过程中的试制能力,即快速制造的能力。与家电一样,汽车工业发展的关键在于工模具的快速制造能力。国外拥有CAD、RPamM(快速成型制造)等先进开发手段,机电产品开发周期一般为3一6个月,而我国现有的技术条件,则需24个月。RPamM技术在我国的开发与产业化、工程化应用,将以高新技术更新我国传统的制造业,给汽车工业、家电工业等制造业带来快速开发能力,促进这些支柱产业快速的发展。快速成型(raidrototyig)技术是20世纪80年代末及90年代初在美国形成的高新制造技术,其重要意义可与数控技术(CNC)相比,是直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称。它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,是先进制造技术的重要组成部分。与传统制造方法不同,快速成型从零件的CAD几何模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件。由于它是把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工装的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。目前国际上对此技术的称谓有数种,如快速成型制造(raidrototyig),薄层制造(layermaufacturig)、立体印制技术(tereolithograhyaatatu)、三维·2·快速成型及真空注型技术与应用打印(3Dritig)以及直接CAD制造技术(directCADmaufacturig)等。目前商业化的主要成形工艺有立体光刻法(SL,tereolithograhy)、叠层制造法(LOM,lamiatedojectmaufacturig)、选择性激光烧结法(SLS,electivelaeriterig)、熔融沉积法(FDM,fueddeoitiomodelig)、掩模固化法(SGC,olidgroudcurig)、三维印刷法(TDP,threedimeioalritig)、喷粒法(BPM,alliticarticlemaufacturig)等。快速成型制造技术采用材料累加的新成型原理,直接由CAD数据制成三维实体模型。这一技术不需要传统的刀具、机床、夹具,便可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件模型。RP模型可用于设计评估和性能试验,也可以快速地进一步翻制成模具,使企业形成小批量生产能力。用RPamM技术制造模型,可使成本下降为数控加工的1/3一1/5,周期缩短为1/5一1/10。RP8M是一个由三维CAD(或三维数模)→模型→模具→批量生产的高效率集成制造技术,能极大地提高企业新产品开发能力和市场竞争力。RPamM在美国、日本、欧洲已广泛应用于汽车、电子电器、航空航天、造船、医疗卫生等工业领域。全世界RP成型机销售量已达3000多台,已形成一个新产业。主要供应商为美国3DSYSTEMS、日本CMET、德国的EOS等公司。在美国,不仅大企业(如三大汽车公司、麦道、波音等)采用了RPamM技术,而且全国已建立了200多家专业小公司,以RPamM技术为广大中小企业的产品开发服务。统计资料表明,近三年来,RP8M的市场营销以59%的速度递增,在研究和应用方面,开始由RP转向RT(快速工模具制造raidtoolig)。关于RPamM的研究与开发,我国在快速成型制造方面开展了大量的研究工作,国家“九五”计划、“十五”计划,均有“激光快速成型制造研究开发”重点科技攻关项目,国家自然科学基金项目、国家863项目也在快速成型制造的CAD建模、分层数据处理、设备与工艺、材料合成与制备等方面进行了大量的研究工作,有很好的研究基础,并已实现成果产业化,建设有快速制造国家工程研究中心,教育部快速成型制造技术工程研究中心,国家科技部快速成型生产力促进中心,国家科技部快速成型制造网络信息中心。目前制造出了其工业化样机,价格远低于国外设备,为这一技术的应用和设备的产业化打下了良好基础。建成国家级西北RPamM生产力促进中心,并在苏州、沈阳、上海、深圳、重庆、宁波、广西、河南、新疆、潍坊等地合作组建一批RPamM技术服务中心。在此基础上又研发出利用固体激光器的SPS系列激光快速成型机,大大提高了加工速度,目前SPS型固体激光快速成型机将加工效率提高到LPS气体激光快速成型机效率的3一5倍,每小时生产零件重量最大可达100g,平均40g/h。第1章快速成型技术及原理·3·快速成型技术的优点:1.快速成型是一种使设计概念可视化的重要手段,计算机辅助设计的零件模型可以在很短时间内被加工出来,从而可以很快地对设计结果进行评估验证。2.由于它是将复杂的三维型体转化为二维截面来解决的,因此,它能制造任意复杂形体的高精度零件,而无需任何工装模具。3.快速成型是一种重要的先进制造技术,当采用适当的材料时,原型可以被用在后续生产操作中以获得最终产品。4.快速成型技术可以应用于模具制造和精密铸造,可以快速、经济地获得模具。产品制造过程几乎与零件的复杂性无关,可实现自由制造(free-formfarica-tio),这是传统制造方法无法比拟的。1.2快速成型的基本原理基于材料累加原理的快速成型技术实际上是一层一层地离散制造零件。为了形象化这种操作可以想象为:长城是由一层砖一层砖,层层累积而成的。快速成型有很多种工艺方法,但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件,区别是制造每一层的方法和材料不同而已。快速成型的一般工艺过程原理如下:1.三维模型的构造在三维CAD设计软件(如Pro/E、UG、CATIA、SolidWork、.SolidEdge、CAXA、AutoCAD等)中获得描述该零件的CAD文件,如图1-1所示的三维零件,再输出格式为STL的数据模型(输出方法后面介绍)。·图1-1零件的三维模型·4快速成型及真空注型技术与应用2.三维模型的面型化处理目前一般快速成型支持的文件输人格式为STL模型,即通过专用的分层程序将三维实体模型分层,也就是对实体进行近似处理,即所谓面型化(teallatio)处理,是用平面近似模型表面分层。如图1-2所示,分层切片是在选定了制作(堆积)方向后,对CAD模型进行二维离散,获取每一薄层的截面轮廓信息。这样处理的优点是大大地简化了CAD模型的数据信息,更便于后续的分层制作。由于它在数据处理上比较简单,而且与CAD系统无关,所以STL数据模型很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的标准格式。图1-2零件被分层离散面型化处理,是通过一簇平行平面,沿制作方向将CAD模型相切,所得到的截面交线就是薄层的轮廓信息,而填充信息是通过一些判别准则来获取的。平行平面之间的距离就是分层的厚度,也就是成型时堆积的单层厚度。“在这一过程中,由于分层破坏了切片方向CAD模型表面的连续性,不可避免地丢失了模型的一些信息,导致零件尺寸及形状误差的产生,所以切片分层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度。分层切片后所获得的每一层信息就是该层片上下轮廓信息及填充信息,而轮廓信息由于是用平面与CAD模型的STL文件(面型化后的CAD模型)求交获得的,所以,分层后所得到的模型轮廓线已经是近似的,而层层之间的轮廓信息已经丢失,层厚度越大,丢失的信息多,导致在成型过程中产生的型面误差越大。综上所述,为提高零件精度,应该考虑更小的切片层厚度。以Pro/E为例,在制作完成如图1-3所示的模型以后,在文件下拉菜单中,选取保存副本,如图1-4所示的保存副本对话框,选取后缀.t1格式,确定后,显示如图1-5所示的输出STL对话框,将弦高度和角度控制值尽可能取小,输出效果好。点击确定,STL文件即生成。模型显示如图1-6所示。第1章快速成型技术及原理·5·图1-3Pro/E建造模型离保存洲本氏输出T刊度找☐roe2003习国回目■坐标系☐gg.rtxlaggai.rt上缺省xiao.rt☐x1m111.rt格式。□xuz,rt⊙二进制CASCII☐y零件(体,rt)☐yuIGES(.1g)区允许锁值z出ET(k,et)z出DA(*vda)偏差控制0中性(*.eu)STEP(*t)弦高度:0.009500工PATRAN(米,tr)zCoo3(*.tr】角度控制:0.000000回zCATIA到/从文件(体.ct)模型名CATIA面(体,cat)文件名新名创始人(.1v】zj类型零件(伟.rt)确定取消确定应用取消图1-4保存副本对话框图1-5输出STL对话框图1-6显示STL模型6快速成型及真空注型技术与应用3.层截面的制造与累加根据切片处理的截面轮廓,单独分析处理每一层的轮廓信息。面是由一条条线构成的,编译一系列后续数控指令,扫描线成面。为快速原型机器提供关于零件制造的详细资料。如图1-7所示,显示了在熔积成型中一个截面喷头的工作路径。在计算机控制下,快速成型系统中的成型头(激光扫描头、喷头、切割刀等)在x-y平面内自动按截面轮廓进行层制造(如激光固化树脂、烧结粉末材料、喷射粘接剂、切割纸材等),得到一层层截面。每层截面成型后,下一层材料被送至已成型的层面上,进行后一层的成型,并与前一层相粘接,从而一层层的截面累加叠合在一起,形成三维零件。成型后的零件原型一般要经过打磨、涂挂或高温烧结处理(不同的工艺方法处理工艺也不同),进一步提高其强度。图1-7截面加工的挤压路径1.3快速成型技术的应用目前快速成型技术能够快速制作样件,进行新产品评估、鉴定、优化设计,避免设计中的失误和缺陷。通过样件实际测试、优化零件的设计,缩短测试样件的制造周期,增加样件的测试项目,缩短零件的设计周期,缩短新产品的开发周期等。该技术被广泛应用在新产品概念设计、产品设计审定、零件工程测试、零件整体配合及评估、产品的功能测试与结构分析、产品样品(首板)制作、产品的市场推广、生产的可行性研究等制造领域,也可以为硅胶模、金属喷涂模等快速经济制模技术提供母件。RP技术是机械工程,CAD、数控技术、激光技术以及材料科学的技术集成,···试读结束···...

    2023-02-06 快速成型件 快速成型模具

  • 《低温潜液泵超导磁悬浮轴承系统研究》艾立旺,许孝卓作|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

    图书名称:《低温潜液泵超导磁悬浮轴承系统研究》【作者】艾立旺,许孝卓作【页数】170【出版社】徐州:中国矿业大学出版社,2021.05【ISBN号】978-7-5646-4432-1【价格】42.00【参考文献】艾立旺,许孝卓作.低温潜液泵超导磁悬浮轴承系统研究.徐州:中国矿业大学出版社,2021.05.图书封面:超导磁悬浮轴承系统研究》内容提要:本书在总结国内外超导技术与低温液体泵、超导磁悬浮轴承研究现状的基础上,针对传统低温液体泵存在的问题,提出将超导磁悬浮轴承应用于轴向磁通盘式电机驱动的低温潜液泵,开展了低温泵用超导磁悬浮轴承系统的理论和实验研究。本书首先讨论了超导磁悬浮轴承的轴、径向悬浮力特性的理论建模方法并进行实验验证;分析了振动情况下径向型超导磁悬浮轴承的动态悬浮特性和多自由度动态悬浮特性;优化了低温潜液泵用径向超导磁悬浮轴承的关键电磁参数;建立了液氮环境下低温泵用盘式异步电机的三维数值模型研究其低温工作特性和电磁力特性;开展了悬浮体转子的力学特性建模,并讨论悬浮体转子的力学稳定性和共振特性。最后,试制超导磁悬浮低温潜液泵原理样机并开展液氮工质实验测试与验证。研究结果可为超导磁悬浮轴承应用与超导低温泵的研发提供奠定基础。本书适于电气工程领域的教师、研究生、本科高年级学生和研究人员及工程技术人员阅读参考。《低温潜液泵超导磁悬浮轴承系统研究》内容试读第1章绪论第1章绪论1.1课题背景及意义低温液体泵(又称低温泵、深冷泵)主要用于石油、空分和化工装置中低温液体产品(如液氧、液氮、液氢、液态烃和液化天然气等)的输送或循环。早在2009年,我国通过《装备制造业调整和振兴规划》将低温液体泵列为实施装备自主化的重点设备。低温泵在石油、空分和化工装置中的用量日益增加,并得到了广泛的应用和发展。然而,目前低温泵的大部分市场及其关键技术仍被国外公司垄断,如日本EBARA、法国CRYOSTAR、美国FLOWSERVER和瑞士SULZER等。因此,伴随着能源危机和环境问题的日益凸显,工业设施和科学装置对冷却系统可靠性的需求不断增加,低温液体泵具有不可或缺的发展需求。(1)低温泵在新型清洁能源中的应用大气污染严重和化石资源消耗过快的问题日益突出,迫切需要新的能源替代传统能源,其中氢和甲烷都是很有应用前景的能源。2014年,中国和美国联合发布了应对气候变化的声明,提出将控制中国碳排放到2030年达到峰值。这就需要寻求诸如液氢]、液化天然气[)(liquefiedaturalga,LNG)等新型清洁能源取代化石能源。英国石油集团BP公司公布的《BP世界能源展望(2019年版)》[3)的2035全球能源大趋势预测如图1-1所示:2012一2035年,天然气年均需求量增长速度约为1.9%;到2035年,全球一次能源消费结构中,天然气将与煤炭、石油趋同,均为26%一27%。国务院办公厅在《能源发展战略行动计划》中提出要大力发展天然气资源,提高天然气在一次能源消费中的比重)。在LNG、液氢等低温能源燃料的生产储存库、运输车船、燃料的分配与加注等都需要各种低温液体泵进行高效而可靠的介质输送)。(2)低温泵在超导技术中的应用超导材料及技术的发展和应用,可为发展低碳经济、解决能源问题提供有效技术手段,例如采用超导设备降低输配电过程及高能耗工业设备的损耗[6];用高温超导电缆来解决超长距离输电问题和可再生能源并网]。目前,美国能源部。1·低温潜液泵超导磁悬浮轴承系统研究的《Grid2030》计划将超导技术列人国家骨干网建设。AMSC已正式启动(2016年)将美国三大电网实现完全互联的“TreAmiga超级变电站”项目,采用超导直流输电技术实现三大电网的互联。2019年2月21日,上海市启动我国首条公里级高温超导电缆示范工程项目,深圳市也即将启动(预计年内)430m高温超导电缆示范工程并计划在实际电网中长期运行。然而,限制超导技术广泛应用的一个重要原因是需要提供维持其超导体低温工作环境的附加冷却设施。如高温超导电缆工作时需要低温冷却系统,且该系统需采用低温液体泵克服介质流阻实现冷却液循环输送;同时超导电缆工作时消耗液氮,须周期性补充液氮[幻。其他的超导装置如超导变压器、超导电机等正常工作时,须用低温液体泵单元对超导体进行强迫循环冷却。十亿吨油当量50%T18r可再生能源石油40%15水电核能1230%煤炭煤炭920%天然气6天然气可再生能源·10%水电石油0核能0%19652000203519651975198519952005201520252035一次能源消费一次能源占比图1-1BP预测的2035全球能源大趋势(3)低温泵在普通石油、空分和化工过程中的应用低温液体泵在石油化工、空分设备和煤化工装置中的低温泵用量日益增加,这里低温泵主要用于低温液体产品(如液氧、液氮、液氦、液氢、液态烃和LNG等)的输送。自《装备制造业调整和振兴规划》将低温液体泵列为实施装备自主化的重点设备以来,在过去的十多年,尽管我国通过独立研究、技术引进和国际合作在相关技术方面取得了巨大成功,但国内石油、空分等化工行业内各种低温泵设备的研制技术还处于起步阶段,距离国际先进水平还有很大差距)。(4)低温泵在航空航天以及交通运输动力设备中的应用国内外多数航空航天飞行器以及运载火箭主要采用低温液氧与液氢组合推进剂。如2012年欧盟“ISaceProulio一1”工程资助研制了一种新型太空·2·第1章绪论推进系统,采用液氢(或液体甲烷)和液氧作为火箭推进的低温燃料。我国航天事业与深空探测技术的发展,对运载火箭低温燃料的需求也迅速增加。短时间内完成运载火箭燃料加注的高速液氧、液氢泵是航空航天与化工重工等领域的核心元件。此外,火箭飞行升空后低温燃料向动力引擎的输送也需要高效、安全、可靠的低温燃料泵)。关于低温燃料泵的关键技术,法国、俄罗斯和日本都做了深入的研究工作。低温液体燃料输送泵的研发,可以为我国新一代运载火箭的大流量低温燃料加注奠定基础。(5)低温泵在科研装置和实验室小型制冷设备中的应用许多科学实验装置经常需要用液氮或液氨来制冷或降温,通常利用低温杜瓦容器压力泵或直接倾倒的方式将液氮由容器输送到实验设备。但目前工业用的低温泵并不适用于实验室小型设备,而依靠杜瓦压力输送液氮又存在一定缺陷,即容器需要压力源如外部气缸或储存器内部的加热元件,难以获得较好的时间响应,且产生低温液体的闪蒸损耗。因此,一些科研装置和实验室小型制冷系统对小型低温液体泵也有一定的应用需求山由于低温液体泵的设计、工艺、制造和试验方面难度较大,国内具备低温泵研制技术的厂家极少。目前,在国内石油、空分等化工行业内,用于低温液体产品输送和循环等流程的各种低温泵设备在泵用电机、低温轴承、密封等主要部件和低温气蚀防止技术方面还存在一系列技术问题。1.2相关领域的发展现状与趋势按照工作原理的不同,低温液体泵主要分为往复式和离心式两类。往复式低温泵的结构复杂、易损件多、密封困难且可靠性较差,而离心式低温泵在效率和可靠性方面具有一定优势,所以在长期连续运行工况下多采用离心式低温泵。由于低温液体泵输送的介质为低温液体,低温环境对泵各部件的设计和运行带来一些技术挑战。通过对低温液体泵国内外研究现状的调研总结,现有常规离心式低温液体泵主要存在以下几个方面的问题:(1)叶轮等过流部件的设计优化与低温气蚀问题低温液体泵的工作介质沸点很低、极易挥发,操作不当就会引发气蚀现象,对泵的工作性能和寿命产生不可忽略的影响。另外,低温液体泵的过流部件如叶轮、诱导轮、蜗壳等结构参数的设计和优化结果关系到低温泵的工作效率并直接影响气蚀现象的产生12.1)。因此,叶轮等过流部件的优化设计和气蚀现象的防治是多年来低温液体泵的研究焦点之一「1,1]。(2)低温液体泵用轴承的低温工作寿命和可靠性·3·第1章绪论液氦泵时产生的漏热问题,将超导技术应用于输送液氦的潜液式容积泵。该低温液氦泵采用超导圆筒直线电机驱动,超导直线电机主要包括音圈式超导电枢线圈和钐钴永磁体,利用液氦工作介质直接冷却超导电枢线圈[5]。实验结果表明该超导直线电机可以用于驱动容积泵进行液氦的输送,但是泵提供的最大压力受到电机永磁体退磁电流的限制。2004年,日本九州工业大学采用超导块材改善电机性能,研制了超导块材步进电机驱动的低温液氮泵如图1-2()所示。首先进行超导步进电机的电磁结构设计,如图1-2()所示,并确定超导电机转子的主要尺寸。然后通过样机实验测量在零场冷条件下,超导步进电机驱动液氮泵的扬程和流量特性:转速为1500r/mi时,该液氮泵的扬程和流量分别为60mm和1.3L/mi261.2007年,考虑到脉冲磁场对超导块材的磁化作用可进一步提高超导块材步进电机的性能,又搭建了脉冲磁化电路和超导步进电机的控制平台,并实验测量脉冲磁化作用下超导块材步进电机的输出特性及其驱动低温液氮泵的工作特性。实验研究表明,相对于零场冷条件,超导步进电机在脉冲磁化条件下可获得更高的转速。泵的扬程与转速成正比关系且与驱动电流无关;当转速为1050r/mi和1350r/mi时,最大流量分别为0.75L/mi和1.3L/mi2)。由于该液氮泵的转子由处于轴两端的一对机械轴承支撑,难以长期连续运行,工作转速也难以进一步提高。出▣泵壳超导转子步进电机电磁铁叶轮轴承超导体入口(a)液氮泵结构()超导步进电机图1-2液氮泵结构和超导步进电机2009年,日本九州工业大学又提出一种1.5kW全超导型同步/异步电机驱动的液氢泵。该液氢泵用超导电机的定子绕组和转子鼠笼均采用超导材料二硼化镁(MgB2),可以极大地减小电机定、转子绕组损耗(约比相同条件下铜绕组的损耗低两个数量级)。图1-3()为具有MgB2导条的超导鼠笼转子。该电机在·5·低温潜液泵超导磁悬浮轴承系统研究同步状态运行时输出转矩和输出功率约为同等条件下传统电机额定转矩和输出功率的3倍。理论研究表明该电机能以很小的功耗驱动泵进行液氢的传输和循环[28]。2012一2013年日本新能源与工业技术开发机构NED0、京都大学、九州大学和日立公司合作研究具有MgB2鼠笼绕组的超导感应/同步电机特性,并研制了由该超导电机驱动的液氢循环泵[2]。通过在所述超导电机的输出轴端添加叶轮构成一个超导液氢循环泵,并搭建液氢泵的传输试验系统测试电机转矩转速特性和泵的流量-转速特性(当电机转速为1800r/mi时,流量可达7L/mi)。图1-3()为具有MgB2全超导电机驱动的液氢泵传输系统[3o。(a)二硼化镁MgB2导条的鼠笼转子()超导液氢泵传输系统图1-3二硼化镁MgB鼠笼转子和超导液氢泵传输系统俄罗斯莫斯科国家航空航天研究所、德国耶拿光子技术研究院PHT在超导块材电机领域做了大量研究工作。二十多年来他们合作先后采用YBCO和Ag-BSCCO块材研制出功率为15W~37kW的磁滞型、永磁型和磁阻型等超导电机。1991一2001年,在总结采用YBCO块材的高温超导盘式电机研究现状和发展趋势的基础上,提出了采用YBCO块材的超导磁阻电机的三种转子结构,并对三种转子结构超导磁阻电机的功率因数、效率和输出功率进行仿真分析和实验验证。2004年,在总结用于飞行器低温燃料供应的低温液体泵的研究现状基础上,提出高温超导电机驱动的低温液体泵在飞行器低温燃料供应方面具有一定应用需求[3)。并针对高温超导体的磁通钉扎特性、抗磁性和磁滞特性研制了三种相应的超导电机,图1-4(a)和()分别为所研制的四极超导同步磁阻电机及其驱动的低温燃料泵测试平台。目前,该团队正在研发功率为250kW的超导磁阻电机,但尚未发现进一步的相关报道。为了适应高温超导电缆以及相应的新型低温冷却系统的研发需求,2012年莫斯科科尔扎诺夫斯基能源研究所提出将超导电机驱动的低温液体泵用于高温超导电缆液氯循环冷却系统的需求[32]。可见,超导电机驱动低温液体泵是未来6···试读结束···...

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