空間反應(yīng)堆以其高能量密度、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn),成為了未來(lái)深空探測(cè)和行星基地的潛在理想能源。能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是空間反應(yīng)堆的重要組成部分,功能為將空間反應(yīng)堆中的熱能轉(zhuǎn)換為電能。因運(yùn)行環(huán)境特殊,空間動(dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)必須具備高效、緊湊的特點(diǎn),同時(shí)對(duì)其設(shè)計(jì)和運(yùn)行將有特殊的要求:系統(tǒng)體積與質(zhì)量小,運(yùn)行穩(wěn)定,適應(yīng)頻繁變化的工況�？臻g布雷頓循環(huán)是滿足上述要求的理想能量轉(zhuǎn)換技術(shù),本文對(duì)以空間Brayton循環(huán)作為研究對(duì)象。本文根據(jù)空間運(yùn)行要求,對(duì)地面Brayton循環(huán)作出了改進(jìn):改變循環(huán)運(yùn)行工質(zhì),將工質(zhì)由純氦改變?yōu)楹る旌蠚怏w,以犧牲工質(zhì)熱力學(xué)性能為代價(jià),改善工質(zhì)氣動(dòng)性能,降低壓氣機(jī)與渦輪的級(jí)數(shù),達(dá)到減少空間Brayton循環(huán)中壓氣機(jī)和換熱器個(gè)數(shù)的目的;空間Brayton循環(huán)在壓氣機(jī)出口處采用分流流道冷卻軸承和發(fā)電機(jī),避免加入額外冷卻系統(tǒng),達(dá)到降低系統(tǒng)體積、質(zhì)量的目的。本文以氦氙混合工質(zhì)物性分析為基礎(chǔ),對(duì)空間Brayton循環(huán)進(jìn)行物理建模與熱力學(xué)分析,定性分析工質(zhì)成分變化對(duì)循環(huán)重要參數(shù)的影響;同時(shí)對(duì)循環(huán)壓氣機(jī)、渦輪進(jìn)行氣動(dòng)分析,研究工質(zhì)成分變化對(duì)葉輪機(jī)械的影響。結(jié)果表明,隨著氙氣摩爾分?jǐn)?shù)的增加,系統(tǒng)熱力學(xué)性能降低... 

【文章頁(yè)數(shù)】：171 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號(hào)對(duì)照表
第1章 緒論
    1.1 空間技術(shù)與空間能源
        1.1.1 現(xiàn)有空間能源
        1.1.2 空間反應(yīng)堆簡(jiǎn)介
        1.1.3 空間能源比較
    1.2 空間反應(yīng)堆的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
        1.2.1 空間反應(yīng)堆能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的選擇
        1.2.2 空間Brayton循環(huán)工程
        1.2.3 空間Brayton循環(huán)理論研究
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容及意義
第2章 空間Brayton循環(huán)熱力學(xué)分析
    2.1 空間Brayton循環(huán)概述
    2.2 空間Brayton循環(huán)工質(zhì)物性分析
        2.2.1 空間Brayton循環(huán)工質(zhì)的選擇
        2.2.2 氦-氙混合工質(zhì)物性
    2.3 空間Brayton循環(huán)熱力學(xué)建模
        2.3.1 帶分流Brayton循環(huán)熱力學(xué)模型的建立
        2.3.2 熱力學(xué)模型驗(yàn)證
        2.3.3 計(jì)算參數(shù)及限定條件的選取
        2.3.4 循環(huán)關(guān)鍵參數(shù)分析
    2.4 空間Brayton循環(huán)熱力學(xué)分析
        2.4.1 關(guān)鍵參數(shù)對(duì)空間Brayton循環(huán)的影響
        2.4.2 空間Brayton循環(huán)熱力學(xué)綜合分析
    2.5 空間Brayton循環(huán)熱力學(xué)優(yōu)化
        2.5.1 效率最大優(yōu)化模式
        2.5.2 比功最大優(yōu)化模式
        2.5.3 兩種優(yōu)化模式對(duì)比
    2.6 本章小結(jié)
第3章 空間Brayton循環(huán)葉輪機(jī)械氣動(dòng)分析
    3.1 空間Brayton循環(huán)壓氣機(jī)氣動(dòng)分析
        3.1.1 基元級(jí)分析
        3.1.2 多級(jí)壓氣機(jī)工作特點(diǎn)
        3.1.3 空間Brayton循環(huán)壓氣機(jī)研究分析思路
        3.1.4 空間Brayton循環(huán)壓氣機(jī)氣動(dòng)分析
    3.2 空間Brayton循環(huán)渦輪氣動(dòng)分析
        3.2.1 基元級(jí)分析
        3.2.2 多級(jí)渦輪工作特點(diǎn)
        3.2.3 空間Brayton循環(huán)渦輪研究分析思路
        3.2.4 空間Brayton循環(huán)渦輪氣動(dòng)分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 MW級(jí)空間Brayton循環(huán)特性分析
    4.1 特性分析參數(shù)選取及分析條件
        4.1.1 特性分析參數(shù)調(diào)整
        4.1.2 特性研究中循環(huán)關(guān)鍵參數(shù)的選取
    4.2 空間Brayton循環(huán)關(guān)鍵部件額定參數(shù)
        4.2.1 葉輪機(jī)械
        4.2.2 回?zé)崞?br>        4.2.3 氣體冷卻器
        4.2.4 輻射散熱器
        4.2.5 管道
    4.3 本章小結(jié)
第5章 空間Brayton循環(huán)調(diào)節(jié)機(jī)理
    5.1 空間Brayton循環(huán)部分工況控制方程
        5.1.1 葉輪機(jī)械特性分析
        5.1.2 控制方程
        5.1.3 部分工況控制模型驗(yàn)證
    5.2 空間Brayton循環(huán)部分工況的調(diào)節(jié)機(jī)理
        5.2.1 定轉(zhuǎn)速工況
        5.2.2 變轉(zhuǎn)速工況
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 氦氙混合工質(zhì)物性計(jì)算
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]論中國(guó)空間安全[D]. 白春玲.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3668898