液氧零蒸发贮存逆布雷顿制冷机原理样机设计分析  被引量:1

Design analysis of reverse Brayton cryocooler prototype for zero-boil-off liquid oxygen storage

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作  者:张玺晗 宋书建 陈良[1,2] 陈双涛[1,2] 张红星[3] 侯予 Zhang Xihan;Song Shujian;Chen Liang;Chen Shuangtao;Zhang Hongxing;Hou Yu(School of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China;Ministry of Education Key Laboratory of Deep Cryogenic Technology and Equipment,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China;Beijing Institute of Spacecraft System Engineering,Beijing 100094,China)

机构地区:[1]西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049 [2]深低温技术与装备教育部重点实验室,西安710049 [3]北京空间飞行器总体设计部,北京100094

出  处:《低温工程》2023年第5期29-34,共6页Cryogenics

基  金:国家自然科学基金资助项目(U21B2084)。

摘  要:针对液氧零蒸发贮存对90 K温区制冷量的需求,选择了透平—逆布雷顿制冷机的技术方案,进一步对空间应用背景的20 W@90 K逆布雷顿制冷机原理样机进行了理论研究。从工质种类的选择、质量流量、工作压力等几个方面对比,对关键部件展开热力学设计和数值模拟,分析了系统设计中不同参数对压缩机、膨胀机关键参数以及回热器效率的作用,判定了影响逆布雷顿制冷机整体效率的关键因素,确定系统关键设计参数,为采用逆布雷顿循环的空间大冷量低温制冷系统设计提供了依据。The technical scheme of turbine-reverse Brayton cryocooler is selected for the demand of zero-boil-off liquid oxygen storage for cooling capacity in 90 K temperature range.The 20 W@90 K reverse Brayton cryocooler prototype for space application is further studied theoretically.The effects of different parameters in the system design on the key parameters of compressor,turboexpander and the efficiency of recuperator are compared and analyzed from the aspects of cycle gas,mass flow rate and working pressure,through thermodynamic design and numerical simulation on key components.The key factors affecting the total efficiency of the reverse Brayton cryocooler are determined.Determine the key design parameters of the system.It provides a basis for the design of space large cooling capacity cryogenic refrigeration system using reverse Brayton cycle.

关 键 词:ZBO 逆布雷顿制冷机 液氧温区 透平机械 系统设计 

分 类 号:TB651[一般工业技术—制冷工程] TB69

 

参考文献:

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