极地气候环境实验室设计

极地区域的环境相较于其他海洋区域存在较大差异，其中包括极寒（低温）、结冰、降雪、极昼和极夜等特点。建立极地气候环境实验室的目的是在室内创建1个模拟极地环境的工况，用于优化设计和测试极地设备的性能，保证船舶与海工装备在各种极地环境下的可靠运行。目前全球一些国家的军用和民用机构均建立了适用于极地装备与技术模拟操作、试验验证等在内的气候环境实验室。该文结合目前超低温集装箱实验室和极地环境实验室的设计案例，对极地气候环境实验室系统设计中的负荷计算、气流组织设计、隔热保温系统及制冷设备配置中的关键技术进行总结和探讨。     

极地气候下水平圆管自然对流换热分析

电伴热是极地工程装备的一种保温和防冻方式，自然对流是影响电伴热系统换热的关键因素。论文针对极地装备的圆管构件，基于传热学理论设计和建立极地气候环境模拟实验室，用于测量极地环境下的水平圆管自然对流换热，其温度范围为-51.7～0.7°C，加热功率范围为0.5～21.1 W。采用恒热流加热方式，分析加热功率和环境温度对自然对流换热系数的影响，并基于试验数据提出了瑞利数Ra在3 790～111 000范围时它与努塞尔数Nu的函数表达式。数值计算结果表明，水平圆管自然对流换热系数随着加热功率的升高和环境温度的降低而增大，与试验数据整体误差在±20%以内。