低温氦气体轴承透平膨胀机实验系统设计

２０１２年第２期　总第１８６期　低　温　工　程　ＣＲＹＯＧＥＮＩＣＳ　Ｎｏ．２　２０１２　Ｓｕｍ　ＮＯ．１８６　低温氦气体轴承透平膨胀机实验系统设计　孙良瑞　熊联友　。　刘立强　。　北京　１００１９０）　（　中国科学院理化技术研究所（　中国科学院研究生院北京　１０００４９）　（　中国科学院低温工程学重点实验室　北京　１００１９０）　摘　要：设计了一套氦透平膨胀机实验系统，该系统可以用来对工作在液氢一常温区范围内的不　同规格的氦透平膨胀机进行性能测试，还可以用于开展以氦为工质的低温环境下透平膨胀机实验研　究，以期掌握氦透平膨胀机的关键技术并进一步提高氦透平膨胀机的性能。　关键词：低温氦透平膨胀机　实验系统中图分类号：ＴＢ６５３　测试　文章编号：１０００—６５１６（２０１２）０２￣０５５—０５　文献标识码：Ａ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ　ｈｅｌｉｕｍ　ｔｕｒｂｏ—ｅｘｐａｎｄｅｒｓ　ｗｉｔｈ　ｇａｓ　ｂｅａｒｉｎｇｓ　Ｓｕｎ　Ｌｉａｎｇｒｕｉ　＇　，　Ｘｉｏｎｇ　Ｌｉａｎｙｏｕ　，　Ｌｉｕ　Ｌｉｑｉａｎｇ。＇。　（　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９０，Ｃｈｉｎａ）　（　Ｇｒａｄｕａｔｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４９，Ｃｈｉｎａ）　（　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ　ｈｅｌｉｕｍ　ｔｕｒｂｏ—ｅｘｐａｎｄｅｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｔｅｓｔ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｈｅｌｉｕｍ　ｔｕｒｂｏ—ｅｘｐａｎｄｅｒｓ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｉｚｅｓ　ｆｒｏｍ　ｌｉｑｕｉｄ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｏ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｇｉｏｎ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ，ｆｕｒｔｈｅｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｕｒｂｏ—ｅｘｐａｎｄｅｒ　ｗｉｔｈ　ｈｅｌｉｕｍ　ａｔ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｕｌｄ　ａｌｓｏ　ｂｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｔｏ　ａｃｑｕｉｒｅ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｈｅｌｉｕｍ　ｔｕｒｂｏ－ｅｘｐａｎｄｅｒｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｈｅｌｉｕｍ　ｔｕｒｂｏ—ｅｘｐａｎｄｅｒｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ　ｈｅｌｉｕｍ　ｔｕｒｂｏ—ｅｘｐａｎｄｅｒ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ；ｔｅｓｔ　１　引　言　氦透平膨胀机是一个高速旋转的叶轮机械，叶轮　尺寸小（直径从几毫米至几十毫米），工作转速高（十　低温氦气体轴承透平膨胀机（简称氦透平膨胀　机）是大型低温制冷系统的关键部件，通过它的膨胀　制冷来实现并维持在所需温区以下的低温环境。因此　几万至近百万转每分）。由于高转速以及高清洁度、　深低温等要求，支撑转子的轴承不能采用传统的油润　滑轴承，而必须采用氦气体润滑轴承，即膨胀机转子　是由一层非常薄的只有几微米至几十微米厚的氦气　膜来提供润滑和支撑。由于气膜的刚度、阻尼系数　氦透平膨胀机技术在空间技术　、大科学工程，超导　应用等诸多核心高技术领域发挥着不可替代的作用。　收稿日期：２０１１—１２—３１；修订日期：２０１２－０２—２９　作者简介：孙良瑞，男，２８岁，硕士研究生。　５６　低　温工　程　小，其承载能力和运转稳定性一直是低温领域的研究　重点。此外，由于膨胀机转子两端分别工作在低温和　常温环境，温度变化剧烈，沿转子轴向的温度梯度非　种方案可以达到可调节的低温环境的目标：一是利用　待测的氦透平膨胀机的制冷能力，通过系统自身的能　量平衡来实现低温环境，但这种调节能力有限。二是　增加一个辅助的氦透平膨胀机，利用辅助透平膨胀机　的制冷能力来调节，但是增加一台氦透平膨胀机，会　增加整个系统的复杂性，不利于实验系统的维护和稳　定性。三是通过设置液氮预冷提供冷量来调节低温　环境，这种方法不但调节能力较强，而且范围也广。　通过对比，本实验系统采用液氮预冷来实现可调节的　常高，轴向导热引起的漏热会降低膨胀机绝热效率。　增加转子转速有利于提高低温氦透平膨胀机的效率，　但容易失稳　，所以应综合考虑膨胀机的转速、绝热　效率与运转稳定性的关系。　鉴于透平膨胀机在低温系统中的关键作用以及　研制难度，建立低温氦气体轴承透平膨胀机的实验系　统非常重要。实验系统的建立可以为透平膨胀机实　验研究提供所需的低温环境，提供实验研究所需的必　要功能，并能深入系统地进行热力性能的研究以及机　械性能的研究。　低温环境。　除了实现低温环境以外，还必须要使低温环境的　温度可以稳定控制。本文采用增加旁路调节以及使　待测氦膨胀机后置的方案，这样更加有利于低温环境　下温度的稳定控制，并且后置膨胀使得进入负载换热　器的氦气是高压气流，有助于减少负载换热器的尺寸　以及氦气在负载换热器中的流动阻力。　以上的流程设计以及控制方案可以有６种不同　２　实验系统流程布置方案　氦透平膨胀机实验系统最核心的功能就是要通　过调节实验系统的制冷能力，来实现可调节的低温环　境，进而仿真氦透平膨胀机实验研究所需要的工况。　调节能力越强，就越容易实现实验工况的仿真。有３　的组合，最终选取液氮预冷以及待测透平膨胀机后置　作为本实验系统的实施方案，结构见图１。　透　安装　接口　图１　透平膨胀机实验系统方案　Ｆｉｇ．１　Ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　ｔｕｒｂｏ－ｅｘｐａｎｄｅｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　氦透平膨胀机装拆过程中易发生系统污染，不同　的系统在开机前要做系统纯度检测，要求系统内的氦　气有着极高的纯度，即：氮气含量＜３０　ｘ　１０～，氢气含　量＜５×１０～，水含量＜１０×１０一，油含量＜２０×　１０一。装拆氦透平膨胀机时与透平膨胀机连接的管　规格膨胀机装拆时会破坏冷箱真空夹层高真空，实验　前系统预处理时间长，实验效率低。　为避免杂质气体在低温下凝固从而堵塞换热器　通道以及氦透平膨胀机轴承间隙，涉及氦透平膨胀机　道暴露在环境中会使环境中的空气进入到系统中而　第２期　低温氦气体轴承透平膨胀机实验系统设计　５７　污染系统，如果污染严重，将浪费大量时间来进行系　统纯化。如果是更换另一种规格的氦透平膨胀机，由　于氦透平膨胀机的低温端接口不同，需要卸开冷箱绝　热真空夹层中的与氦透平膨胀机连接的管道法兰进　行整体更换，这时冷箱夹层真空将被破坏，等安装完　后需重新处理冷箱夹层真空。此外，如果在冷箱未复　温前进行氦透平膨胀机的拆装，还将使得冷箱内部管　道及部件内外冷表面结霜、结露从而引起污染和堵塞，　因此必须等冷箱完全复温才能进行膨胀机的拆装。　为解决这些问题可将试验系统低温部分按分体　结构设计，如图１所示，将系统低温部分的部件分别　安装在冷箱和测试台两个具有独立真空的绝热真空　容器中，冷箱和测试台之间用低温绝热管道连接。冷　箱中的换热器尺寸大，因而整体尺寸也大，而测试台　只包含氦透平膨胀机、负载换热器等尺寸小、热容小　的部件，可以做得很紧凑，高度合适，也方便操作。由　于测试台具有独立真空，因此膨胀机的拆装只会破坏　测试台的绝热真空，而不会破坏冷箱的绝热真空，大　大减少了绝热真空的处理时间。　３实验系统流程计算　实验系统为带有液氮预冷的逆布雷顿循环，逆布　雷顿循环是以气体为工质的制冷循环，其工作过程包　括绝热压缩、等压放热、绝热膨胀以及等压吸热４个　过程。因为实验系统要对不同规格的氦透平膨胀机　进行测试，所以设计高压和低压两种不同的方案。各　点的参数见图２。　Ｃ　ＨＥＸｌ　ＨＥＸ２　图２　液氮预冷单级膨胀流程参数　Ｆｉｇ．２　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ・ｓｔａｇｅ　ｅｘｐａｎｄｅｒ　ｆｌｏｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｉｔｈ　ｌｉｑｕｉｄ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｐｒｅｃｏｏｌｉｎｇ　低压方案设计参数为：氦气质量流量７６　ｇ／ｓ，冷　箱人口温度、压力３１０　Ｋ／７２０　ｋＰａ，冷箱出口温度、压　力２９８　Ｋ／１０５　ｋＰａ，膨胀机进口温度、压力２１．５０　Ｋ／　５９８　ｋＰａ，绝热效率７０％，膨胀机出口温度、压力１４．６　Ｋ／１３５　ｋＰａ，绝热效率７０％。液氮消耗大于９　ｇ／ｓ。Ｔ—　Ｓ图见图３。　Ｓ　图３　液氮预冷单级膨胀低压流程　－　图　Ｆｉｇ．３　Ｔ－Ｓ　ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ　ｅｘｐａｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｌｆｏｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｉｔｈ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｌｉｑｕｉｄ　ｐｒｅｃｏｏｌｉｎｇ　高压方案设计参数为：氦气质量流量７６　ｇ／ｓ，冷箱　人口温度、压力３１０　Ｋ／１　２５０　ｋＰａ，冷箱出口温度、压力　２９８　Ｋ／１０５　ｋＰａ，膨胀机进口温度、压力２２．００　Ｋ／９４０　ｋＰａ，绝热效率７０％，膨胀机出口温度、压力１３．４０　Ｋ／　１３５　ｋＰａ。液氮消耗大于１Ｏ　ｇ／ｓ。７１－ｓ图见图４。　０ｏＷ　图４　液氮预冷单级膨胀高压流程Ｔ－Ｓ图　Ｆｉｇ．４　Ｔ－Ｓ　ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ　ｅｘｐａｎｄｅｒ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｌｏｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｉｔｈ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｌｉｑｕｉｄ　ｐｒｅｃｏｏｌｉｎｇ　通过工况的比较，高压设计在同样效率下膨胀机　的出口温度较低，但同时也需要更多的液氮。　４　实验系统的组成部分　低温氦气体轴承透平膨胀机实验系统通常由压　力氦气源、冷箱、测试台以及控制系统组成，如图５所　示。实验时将被测透平膨胀机安装连接到测试台上　的专门接口，就可以进行相关的实验测试和研究。　５８　低　温工程　换热器的作用是回收冷量，预冷来流气体；旁通阀的　作用在于调节待测透平膨胀机的进气流量，透平出口　减压阀的作用在于调节透平膨胀机的出口压力。　４．３测试台　测试台主要包含待测透平膨胀机接口、低温截止　阀、电热负载换热器。实验时将被测透平膨胀机通过　法兰连接到测试台接口上，法兰连接可以满足多种型　号膨胀机的拆装。测试台是一个相对冷箱来说体积　图５透平膨胀机实验系统组成　Ｆｉｇ．５　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｕｒｂｏ・ｅｘｐａｎｄｅｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　较小的真空容器，高１．８　ｍ，直径１．１１　ｍ，这样分体结　构设计的缺点是由于多了一个真空容器，制造成本会　稍有增加。此外由于连接两个真空容器内部管道的　低温传输管线会引入额外漏热，会增加系统的总体漏　热，但通过绝热设计，漏热可以控制在较小范围内。　４．４待测透平膨胀机　４．１　压力氦气源　压力氦气源系统是常温氦气系统，压缩机是实验　系统气源的主要设备，为系统提供高压氦气，使氦气　在整个实验系统中得以循环。本实验系统使用德国　凯撒公司的氦压缩机ＥＳＤ４４２ＦＣ／１４×１０’Ｐａ，吸气压　力范围（１．０—１．３）×１０　Ｐａ，输出压力１４×１０　Ｐａ，额　氦透平膨胀机的效率是设计中最为关键的参数，　而高的效率需要膨胀机的转子在高速下运转。转子　的结构形式常用的有气体轴承透平和油轴承透平，气　体轴承透平又分为静压气体轴承透平和动压气体轴　承透平。油轴承透平膨胀机稳定性较高　，但是在　定质量流量８０　ｇ／ｓ，满足氦气压力源的使用要求。　气源系统中的缓冲罐作为气源储备结合阀门用　以调节高低压管道的压力，阀门ＣＶ一１可以直接快速　高速运转的情况下会使油的温度升高而降低油的黏　度，会影响制动效果。同时氦透平膨胀机的高清洁度　以及深低温使油轴承也不适用于转子轴承。气体轴　调节高低压管道的压力差。当高压管道压力高时，打　开阀门ＣＶ一２，使系统内氦气进入缓冲罐，以降低压　力。当高压管道压力低时，打开阀门ＣＶ一３，使缓冲罐　内氦气进入系统，以增加压力。　４．２　冷箱　承中的静压气体轴承相对于动压气体轴承来说支撑　刚度较高，但是需要额外的供气系统，会增加装置的　复杂性，所以研究动压气体轴承在氦透平膨胀机中的　使用对于提高膨胀机的效率尤为重要　。　４．５控制系统　冷箱包含多级板翅式换热器、调节阀门、低温管　线以及多组温度、压力、流量传感器等组成。冷箱为　一实验系统控制系统主要由一个主ＰＬＣ和４个从　ＰＬＣ组成，如图６所示，分别对压缩机、气体管理面　圆柱形简体，高２．３５　ｍ，直径１．７　ｍ。其中板翅式　图６透平膨胀机实验系统控制系统　Ｆｉｇ．６　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｕｒｂｏ－ｅｘｐａｎｄｅｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　第２期　低温氦气体轴承透平膨胀机实验系统设计　５９　板、冷箱和测试台进行测控。测控的参数主要有温　度、压力、流量等，以便对整个系统的调试和运转进行　控制。　５　总　结　发展重大项目的顺利实施。　参　考　文　献　花严红，罗　涛，汪永根，等．氦透平膨胀机在空间技术的应用现　状及展望［Ｊ］．通用机械，２００８（０８）：４６４９．　２　通过该实验系统的研制，可以建立一套具有自主　侯予，熊联友，刘立强，等．低温氦透平膨胀机的热力设计及性　能分析［Ｊ］．西安交通大学学报，２００３，３７（７）：６６６￣６９．　３　知识产权的氦透平膨胀机的实验系统，为发展中国低　温工程所需的大型低温制冷机提供基本的实验研究　平台，使中国能够尽快开展以氦为工质的低温环境下　透平膨胀机实验研究，并最终掌握氦透平膨胀机核心　技术，有助于中国在氢、氦制冷技术领域得到长远发　展，保障国家安全以及中国大科学工程、超导等国家　熊联友，陈纯正，刘立强，等．新型氦气体透平膨胀机的研制［Ｊ］．　低温与特气，２００２，２０（１）：２３—２５．　４　王学敏，朱平，付豹．油气混合氦透平膨胀机在ＥＡＳＴ低温系　统中应用现状研究［Ｊ］．润滑与密封，２０１０，３５（７）：９５－９８．　朱朝辉，侯予，熊联友，等．低温氦透平膨胀机的研究进展［Ｊ］．　低温与特气，２００３，２１，（１）：１－６．　（上接第２５页）　６　Ｗｅｉ　Ｓｕｎ，Ｘｉａｏｂｉｎ　Ｘｕ，Ｗ　Ｓｕｎ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ａｌｔｅｒｎａｔｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｃｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　０．９％ＫＭｎ０ｄ　Ｗａｔｅｒ　１ｌ　刘　彦，电子束蒸发与磁控溅射方法镀制铬膜研究［Ｊ］．科技信　息，２０１０（２０）：１０９，１１１．　穆敦发，陈文录．激光刻板技术在制造精细导线中的应用［Ｃ］．　２００３春季国际ＰＣＢ论坛论文集，上海：２００３．２０７—２１７．　柳海鹏，周月豪，熊良才，等．准分子激光直刻横向影响区实验研　［Ｃ］．ＩＥＥＥ　ＩＣＰＡＤＭ２００６，２００６：７７４－７７７．　７　Ｓｕｎ　Ｗｅｉ，Ｘｕ　Ｘｉａｏｂｉｎ，Ｈｏｎｇ　Ｚｈａｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＮａＣ１　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｃｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ　ｂｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ［Ｃ］．ＩＥＥＥ　ＩＣ－　ＰＡＤＭ２００６．２００６：７７０－７７３．　１４　究［Ｊ］．激光技术，２００５，２９（２）：１３２—１３４．　杨成娟，梅雪松，王文君等．金铬薄膜的飞秒激光烧蚀加工［Ｊ］．红　外与激光工程，２０１１，４０（１）：６Ｉ．６５．　８　谢晶，华泽钊．氯化钠溶液在高压静电场中的冻结和解冻［Ｊ］．　上海水产大学学报，２００２（３）：５３．５７．　孙伟．交变电场对生物溶液相变特性的影响以及应用于低温生　９　陈程，陶乐仁，华泽钊．静电场对红细胞悬液冻结特性的影响　物保存的研究［Ｄ］．西安：西安交通大学，２００８．　Ｍａｚｕｒ　Ｐ．Ｌｅｉｂｏ　Ｓ　Ｐ．Ｃｈｕ　Ｅ　Ｈ　Ｙ．Ａ　ｔｗｏ　ｆａｃｔｏｒ　ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ　ｏｆｆｒｅｅｚｉｎｇ　ｉｎ—　［Ｊ］．工程热物理学报，２００５，２６（５）：８４１．８４３．　１Ｏ陈程，陶乐仁，华泽钊．静电场对红细胞与冰晶问相互机械性作　ｊｕｒｙ［Ｊ］．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｃｅｌｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９７２，７１：３４５－３５５．　用的影响［Ｊ］．低温工程，２００４（５）：４５－４９．　（上接第４３页）　Ｊｏｓｈｉ　Ｈ　Ｍ．Ｗｅｂｂ　Ｒ　Ｌ．Ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ａｎｄ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｏｆｆｓｅｔ　ｓｔｒｉｐ　ｎｎ　（３）多孔式翅片开孔方式呈错列布置时，其对应　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　ａｎｄ　Ｍａｓｓ　Ｔｒａｎｓ￣ｒ，　１９８７，３０（１）：６９　８３．　４　Ｍａｎｇｌｉｋ　Ｒ　Ｍ，Ｂｅｒｇｌｅｓ　Ａ　Ｅ．Ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｒｏｐ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ　的流阻与传热性能高于开孔方式呈并行布置的多孔　式翅片；　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　ｏｆｆｓｅｔ　ｓｔｒｉｐ　ｆｉｎ　ｃｏｍｐａｃｔ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ［Ｊ］．Ｅｘｐｅｒｉ—　ｍｅｎｔａｌ　Ｔｈｅｒｍａｌ　ａｎｄ　Ｆｌｕｉｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９５（１０）：１７１－１８Ｏ．　（４）层流状态下，孑Ｌ口结构为正四方形的多孔式　翅片，其流阻大于孔口结构为正三角形和圆形的多孔　式翅片流阻，湍流状态下，孔口结构对翅片流阻影响　则较小。不同开孔结构对多孔式翅片传热性能影响　较小，可忽略不计。　参　考　文　献　１　Ｋａｙｓ　Ｗ　Ｍ，Ｌｏｎｄｏｎ　Ａ　Ｌ．Ｃｏｍｐａｃｔ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：　ＭｃＧｒａｗ—Ｈｉｌ１．１９８４．　Ｉｓｍａｉｌａ　Ｌ　Ｓ，Ｖｅｌｒａｊ　Ｒ．Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｆａｎｎｉｎｇ　ｒｆｉｃｔｉｏｎ（ｆ）ａｎｄ　ｃｏｌｂｕｒｎ（ｊ）　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｏｆｆｓｅｔ　ａｎｄ　ｗａｖｙ　ｆｉｎｓ　ｃｏｍｐａｃｔ　ｐｌａｔｅ　ｆｉｎ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ－ａ　ＣＦＤ　ａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ］．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ，２００８，５６：９８７—１００５．　６　Ｋｉｍ　Ｍ　Ｓ，Ｌｅｅ　Ｊ，Ｙｏｏｋ　Ｓ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ　ｗｉｔｈ　ｏｆｆｓｅｔ－ｓｔｒｉｐ　ｆｉｎｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　ａｎｄ　Ｍａｓｓ　Ｔｒａｎｓ￣ｒ，２０１１，５４（９—１０）：２０７３—２０７９．　７　Ｐｅｎｇ　Ｈ，Ｌｉｎｇ　Ｘ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｖｅｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｆｏｗ　ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｏｖｅｒ　ｓｅｒｒａｔｅｄ　ｆｉｎｓ　ａｔ　ｌｏｗ　Ｒｅｙｎｏｌｄｓ　ｎｕｍｂｅｒ［ｊ］．　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｔｈｅｒｍａｌ　ａｎｄ　Ｆｌｕｉｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００８，３２（５）：１０３９—１０４８．　８　Ｚｈｕ　Ｙ　Ｈ，Ｌｉ　Ｙ　Ｚ．Ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌａｍｉ．　２　Ｌｉａｎｇ　Ｃ　Ｙ，Ｙａｎｇ　Ｗ　Ｊ．Ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ａｎｄ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ｌｏｓｓ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｎａｔ　ｆｌｏｗ　ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　ｆｏｕｒ　ｂａｓｉｃ　ｆｉｎｓ　ｏｆ　ｐｌａｔｅ－ｆｉｎ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ　ｓｕｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ，１９７５，　９７（１－９）：９－１５．　９　［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ，２００８，１３０（１１）：１１１８０１（１．８）．　陈长青，沈裕浩．低温换热器［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９３．