真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第1章 緒論

1．1 真空羽流的基本概念

1．1．1 姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)

1．1．2 真空羽流

1．1．3 真空羽流效應(yīng)

1．2 羽流問題的研究方法

1．2．1 半經(jīng)驗(yàn)法與解析分析法

1．2．2 數(shù)值模擬

1．2．3 實(shí)驗(yàn)研究

1．3 典型真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

第2章 總體方案設(shè)計(jì)

2．1 總體方案設(shè)計(jì)要求

2．2 真空羽流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要組成

2．3 總體方案設(shè)計(jì)方法

2．3．1 抽氣能力需求分析與抽氣方式選擇

2．3．2 內(nèi)置式深冷泵冷板面積計(jì)算

2．3．3 內(nèi)置式深冷泵空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．4 PES總體方案設(shè)計(jì)

2．4．1 PES總體設(shè)計(jì)要求

2．4．2 深冷泵冷板面積計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第3章 真空容器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3．1 真空容器主要設(shè)計(jì)原則

3．2 材料選擇

3．3 真空容器簡(jiǎn)體設(shè)計(jì)

3．3．1 短圓筒設(shè)計(jì)

3．3．2 長(zhǎng)圓筒設(shè)計(jì)

3．3．3 加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)

3．4 封頭和大門機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

3．4．1 封頭設(shè)計(jì)

3．4．2 大門機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

3．5 法蘭設(shè)計(jì)

3．5．1 法蘭結(jié)構(gòu)形式

3．5．2 開孔補(bǔ)強(qiáng)

3．6 鞍座設(shè)計(jì)

3．6．1 鞍座選用原則

3．6．2 鞍座位置選擇

3．6．3 鞍座輕重型選擇

3．6．4 鞍座底板寬度

3．6．5 鞍座墊板寬度

3．6．6 鞍座的設(shè)計(jì)參數(shù)

3．6．7 鞍座的強(qiáng)度校核

3．7 觀察窗機(jī)構(gòu)

3．7．1 磁力耦合觀察窗機(jī)構(gòu)

3．7．2 花瓣形擋板觀察窗

3．8 真空容器強(qiáng)度校核

3．9 真空容器的壓升率與漏氣率

3．1 0PES真空容器設(shè)計(jì)

3．1 0．1 真空容器簡(jiǎn)體設(shè)計(jì)

3．1 0．2 加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)

3．1 0．3 封頭設(shè)計(jì)

3．1 0．4 大門機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

3．1 0．5 開孔補(bǔ)強(qiáng)

3．1 0．6 鞍座設(shè)計(jì)

3．1 0．7 真空容器強(qiáng)度校核

3．1 0．8 PES真空容器的壓升率與漏氣率測(cè)試

第4章 真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4．1 真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論

4．1．1 真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)

4．1．2 管道流導(dǎo)的計(jì)算

4．1．3 抽氣時(shí)間的計(jì)算

4．2 真空泵的選擇和配置

4．2．1 主泵選擇的一般原則

4．2．2 管道及閥門布置應(yīng)遵循的原則

4．2．3 粗真空抽氣系統(tǒng)常見主泵比較和選擇

4．2．4 高真空抽氣系統(tǒng)常見主泵比較和選擇

4．2．5 防污染設(shè)計(jì)

4．3 真空度測(cè)量技術(shù)

4．3．1 全壓力測(cè)量

4．3．2 分壓力測(cè)量

4．3．3 真空計(jì)校準(zhǔn)

4．4 真空檢漏技術(shù)

4．4．1 基本概念

4．4．2 檢漏方法

4．4．3 檢漏方法的選擇原則

4．5 PES真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4．5．1 系統(tǒng)方案配置

4．5．2 真空系統(tǒng)工作模式及計(jì)算

4．5．3 系統(tǒng)調(diào)試

第5章 內(nèi)置式深冷泵設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

5．1 液氦深冷泵設(shè)計(jì)的基本原則

5．2 常見深冷泵的結(jié)構(gòu)形式

5．2．1 空間環(huán)模深冷泵的常見形式

5．2．2 真空羽流實(shí)驗(yàn)深冷泵的基本結(jié)構(gòu)

5．3 深冷泵材料選擇

5．3．1 常用深冷泵材料的性能比較

5．3．2 材料和焊接工藝的選擇

5．4 壁板方案選擇和設(shè)計(jì)

5．4．1 壁板選擇原則

5．4．2 常見深冷泵壁板的形式

5．4．3 壁板幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算

5．4．4 深冷泵熱負(fù)荷計(jì)算

5．5 深冷泵管路設(shè)計(jì)

5．5．1 流道均壓理論

5．5．2 深冷泵常見的管路形式

5．6 總管和支管尺寸的確定

5．7 支撐結(jié)構(gòu)

5．7．1 支撐結(jié)構(gòu)的選擇原則

5．7．2 支撐材料選擇

5．7．3 支撐方案選擇

5．8 進(jìn)出口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5．8．1 進(jìn)出口設(shè)計(jì)要求

5．8．2 液氮深冷泵進(jìn)出口結(jié)構(gòu)

5．8．3 液氦（氣氦）深冷泵進(jìn)出口結(jié)構(gòu)

5．9 PES深冷泵設(shè)計(jì)

5．9．1 PES設(shè)計(jì)技術(shù)要求

5．9．2 PES深冷泵設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

第6章 液氮?dú)獾饬鞒滔到y(tǒng)設(shè)計(jì)

6．1 液氮外流程系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．1．1 液氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．1．2 PES液氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．2 氣氮外流程系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．2．1 氣氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．2．2 PES氣氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．3 液氮、氣氮系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試

6．3．1 PES氮系統(tǒng)設(shè)備

6．3．2 調(diào)試流程

6．3．3 調(diào)試結(jié)果

第7章 液氦外流程系統(tǒng)設(shè)計(jì)

7．1 液氦系統(tǒng)方案介紹

7．1．1 開式系統(tǒng)

7．1．2 閉式回收液化系統(tǒng)

7．2 主要技術(shù)要求

7．3 系統(tǒng)工作過程

7．4 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算

7．4．1 最佳預(yù)冷時(shí)間分析

7．4．2 預(yù)冷所需液氦量

7．5 關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)

7．5．1 液氦閥箱設(shè)計(jì)

7．5．2 液氦管道設(shè)計(jì)

7．6 PES液氦系統(tǒng)設(shè)計(jì)

7．6．1 主要技術(shù)要求

7．6．2 PES液氦系統(tǒng)方案介紹

7．6．3 液氦熱沉預(yù)冷過程中需要的液氦量

7．6．4 預(yù)冷結(jié)束后維持系統(tǒng)正常工作所需液氦量

7．6．5 系統(tǒng)調(diào)試I

第8章 羽流實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法

8．1 羽流流場(chǎng)參數(shù)測(cè)量

8．1．1 羽流壓力測(cè)量

8．1．2 羽流溫度

8．1．3 羽流速度

8．1．4 羽流組分測(cè)量

8．1．5 羽流顯示技術(shù)

8．2 羽流氣動(dòng)力效應(yīng)測(cè)量

8．2．1 直接測(cè)量方法

8．2．2 間接測(cè)量方法

8．3 羽流氣動(dòng)熱效應(yīng)測(cè)量

8．4 羽流污染效應(yīng)測(cè)量

第9章 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

9．1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

9．2 數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)

9．2．1 基于PC標(biāo)準(zhǔn)總線的測(cè)控系統(tǒng)

9．2．2 基于VXI總線的測(cè)控系統(tǒng)

9．2．3 基于LXI總線的測(cè)控系統(tǒng)

9．2．4 基于PXI總線的測(cè)控系統(tǒng)

9．2．5 基于PLC的測(cè)控系統(tǒng)

9．3 PES測(cè)控方案

9．3．1 硬件方案設(shè)計(jì)

9．4 信號(hào)傳輸方式設(shè)計(jì)

9．4．1 測(cè)量信號(hào)傳輸

9．4．2 控制信號(hào)傳輸

9．4．3 系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì)

第10章 實(shí)驗(yàn)工質(zhì)供應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10．1 實(shí)驗(yàn)工質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10．1．1 模型發(fā)動(dòng)機(jī)工質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10．1．2 標(biāo)準(zhǔn)姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)工質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10．2 模型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)

10．2．1 單工質(zhì)模型發(fā)動(dòng)機(jī)

10．2．2 雙工質(zhì)模型發(fā)動(dòng)機(jī)

10．3 標(biāo)準(zhǔn)姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)

10．4 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

10．4．1 常用閥門

10．4．2 氣體減壓器

10．4．3 氣蝕文氏管

第11章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架與實(shí)驗(yàn)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11．1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架與實(shí)驗(yàn)件系統(tǒng)基本原則和要求

11．2 推力測(cè)量裝置

11．3 艙內(nèi)移動(dòng)機(jī)構(gòu)

11．3．1 艙外驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)

11．3．2 艙內(nèi)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)

11．4 支撐平臺(tái)

11．5 其他輔助設(shè)備

11．5．1 溫控系統(tǒng)

11．5．2 攝像系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)2100433B

《真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》對(duì)真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)全面的論述，一套完善的真空羽流效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括真空容器系統(tǒng)、真空抽氣系統(tǒng)、內(nèi)置式深冷泵系統(tǒng)（熱沉系統(tǒng)）、液氮?dú)獾饬鞒滔到y(tǒng)、液氦外流程系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行控制系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)測(cè)量與控制系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)工質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)以及實(shí)驗(yàn)臺(tái)架與實(shí)驗(yàn)件系統(tǒng)?！墩婵沼鹆餍?yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》在總體方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，針對(duì)真空羽流實(shí)驗(yàn)特性，對(duì)上述主要分系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)論述。

一定條件下，導(dǎo)電材料的電阻值R隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化規(guī)律稱為磁阻效應(yīng)。如圖1所示，當(dāng)半導(dǎo)體處于磁場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體或半導(dǎo)體的載流子將受洛侖茲力的作用，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在兩端產(chǎn)生積聚電荷并產(chǎn)生霍耳電場(chǎng)。如果霍耳電場(chǎng)作用和某一速度載流子的洛侖茲力作用剛好抵消，那么小于或大于該速度的載流子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而沿外加電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的載流子數(shù)量將減少，電阻增大，表現(xiàn)出橫向磁阻效應(yīng)。若將圖1中a端和b端短路，則磁阻效應(yīng)更明顯。通常以電阻率的相對(duì)改變量來表示磁阻的大小，即用Δρ/ρ（0）表示。其中ρ（0）為零磁場(chǎng)時(shí)的電阻率，設(shè)磁電阻在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中電阻率為ρ（B），則Δρ=ρ（B）-ρ（0）。由于磁阻傳感器電阻的相對(duì)變化率ΔR/R（0）正比于Δρ/ρ（0），這里ΔR=R（B）-R（0），因此也可以用磁阻傳感器電阻的相對(duì)改變量ΔR/R（0）來表示磁阻效應(yīng)的大小。

實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)金屬或半導(dǎo)體處于較弱磁場(chǎng)中時(shí)，一般磁阻傳感器電阻相對(duì)變化率ΔR/R（0）正比于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方，而在強(qiáng)磁場(chǎng)中ΔR/R（0）與磁感應(yīng)強(qiáng)度B呈線性關(guān)系。磁阻傳感器的上述特性在物理學(xué)和電子學(xué)方面有著重要應(yīng)用。

處于磁場(chǎng)中的磁阻器件和一個(gè)外接電阻串聯(lián)，接在恒流源的分壓電路中，通過對(duì)R的調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)磁阻器件中電流的大小，電壓表聯(lián)接1或2可以分別監(jiān)測(cè)外接電阻的電壓和磁阻器件的電壓。

按照火焰及煙的流動(dòng)情形分為：

1、軸對(duì)稱型煙羽流：上升過程不與四周墻壁或障礙物接觸，并且不受氣流干擾的煙羽流；

2、陽臺(tái)溢出型煙羽流：從著火房間的門(窗)梁處溢出，并沿著火房間外的陽臺(tái)或水平突出物流動(dòng)，至陽臺(tái)或水平突出物的邊緣向上溢出至相鄰高大空間的煙羽流；

3、窗口型煙羽流：從發(fā)生通風(fēng)受限火災(zāi)的房間或隔間的門、窗等開口處溢出至相鄰高大空間的煙羽流。