气氮调温热沉系统设计
一种燃气锅炉温度及水位控制系统设计
Ｄ １ Ｂ ０数字温度传感 器。Ｄ １ Ｂ ０具有用户可定 义 Ｓ８ ２ Ｓ８ ２ 的非易失性温度报警设 置 ， 每片 Ｄ １ Ｂ ０包括 １ 唯 Ｓ８ ２ 个
一
应用也很 多
。将单片机应用 于水位 及温度 的信 号
采集 ， 是一种成本较 低 的方 案 。。由于集 中供热 的 。 诸多弊端 ， 采用家用燃 气锅炉供 热 已成为很 多用户 的 选择 ， 它采用分户计量 的收费方式 ， 有效地解决 了集 中
Ｆ ｇ ４ Ｆ ｏ ｈ ｒ ｆＰＩ ａｇ ｒｔ ｉ． ｌｗｃ ａ ｔｏ Ｄ ｌｏ ｉ ｈｍ ｏ ａ ｐｒ ｇ ｍ ｒ
系统采用 ＰＤ算法进行温度调 节 。ＰＤ算 法过程 Ｉ Ｉ 如下 。设采样周期为 ， ｎ次采 样输入偏差为 ｅ ， 第 输
出为 ，Ｉ ＰＤ算法 中的微分 ｄ／ ｔ ｅｄ 用差分 （ ） ｅ 一ｅ ／ 图 ４中： 为输 入 初 值 ； 为 初 始 比例 系数 ； Ｋ Ｐ（ ） Ｋ 为第 Ｋ次微分系数 ；一 ” 表进行 递推计算 。 “ 代 式（） １ 可写成递 推形式 ， ： 即
译 码 器 和 Ｃ ４ ２ Ｃ ／ 进 制 译 码 器 ， 者 驱 动 Ｍ１０ ８ Ｂ Ｄ 十 前
Ｌ Ｄ显 示 器 ， 者 向 Ａ ８ ￥ １ 出信 号 。经过 处 理 Ｅ 后 Ｔ９５ 输
后， 光报警信号从 Ｐ 和 Ｐ 口输 出， ， 声报警信号从 Ｐ ：
口输 出， 控制信 号从 Ｐ 口输 出， 同时 ， 过继 电器动 通 作来控制 电磁 阀并报警 。
显示 ， 供水阀门及报警控制等 。
图 １ 温度 检 测 电路 图
国家 自然 科 学基金 资助 项 目（ 编号 ：０ ７ ６９ 。 ３９１８ ）
修 改稿收 到 日期 ：０ １— ６—２ 。 ２１ ０ ７ Ｆ ｇ １ Ｃ ｒ ｕ ｔ ｉｇ ａ ｏ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅｅ ｔ ｎ ｉ ． ｉ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｅ ｅａｕ ｅ ｄ ｔｃ ｉ ｃ ｔ ｏ
中温氮气烧结炉加热及通风系统设计
中温氮气烧结炉加热及通风系统设计作者：xxx 指导老师：xxxxxxx大学11级机制合肥230036下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。
另外，有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。
摘要：基于PTFE三层复合自润滑轴承材料的烧结工艺需求，本文在经过独立思考，借鉴大量热处理设备资料和实际观察的基础上，综合运用机械设计，材料力学，机械工程材料和计算机辅助设计等方面的知识，完成了侧热式中温氮气烧结炉通风及加热系统的设计，计算和说明。
主要包括风循环系统的设计和风扇系统的设计。
这种烧结炉具有节能，节气，环保的的特点，又能满足现在市场的需求。
该烧结炉是对151炉的改进，能够避免材料在烧结过程的氧化和受热不均匀的情况。
使材料烧结后的力学性能及使用性能有所提高。
使国产复合材料的综合质量能够接近或达到国际同类材料的先进水平。
关键词：烧结炉通风系统侧热式高效环保1 引言1.1 国内对三层塑料自润滑材料的需求钢背-铜粉-改性PTFE三层复合自润滑轴承材料，国内一般叫做聚四氟乙烯轴承材料，国外统称为DU轴承材料。
他的基体材料可以使铜也可以是钢并以球形青铜粉为中间层，改性的聚四氟乙烯为摩擦表面层，牢固烧结在一起的三层自润滑复合材料。
在现在的机械轴承产品中仅仅只有小部分已采用自润滑轴承，相信在不久的将来自润滑轴承将会以适应性强、耐磨、经济等无可争辩的优势而成为轴承行业主导产品。
自润滑材料轴承的特点和优点如下：1 适用于无润滑油或者少润滑油的场合，可在使用期间不加润滑油保养或者少加润滑油保养，2 耐磨性能好，摩擦系数较小，使用寿命较长。
3 具有适量的弹塑性，能够将接触应力分布在较大的接触面上，从而提高了轴承的承载能力。
4 能够减少机械零件的震动，降低噪音污染，改善工作条件。
5 动静摩擦系数一致，能够消除低速状态的爬行现象，是机械的工作精度提高。
燃气轮机气体燃料调节和加热系统
燃气轮机气体燃料调节和加热系统
1．系统概述
气体燃料调节和加热系统是将合适压力和温度的燃气送到透平的气体燃料模块，以满足透平启动、加速和带负荷的需要。
气体燃料调节和加热系统由绝对分离器、性能加热器、电启动加热器和洗涤器等组成。
2．设备规范
2.1 绝对分离器(F/S 1 & 2)
表27
型式垂直, 双重
配置双重
流量293-1218 Scmm
入口压力41.4 BAR
入口温度范围-1-55 C
2.2 燃气电启动加热器(23FH-5)
表28
型式电加热
容量350 KW
电压400 V
入口压力29.65-32.75 BAR
流量范围0-3589.02 Scmm
入口温度10-26.6 ︒C
2.3 燃气性能加热器(HX4220-2 & 2)
表29
型式管壳式
加热器数量 2
流量57490.6 (126,745) Kg(#)/hr 出口水温185 ︒C
入口水压38.81-42.67 BAR
入口温度10-26.6 ︒C
2.4 燃气洗涤器
表30
入口压力范围0-32.75 BAR
最大流量1202.33 scmm
最小流量259.382 scmm
入口温度范围0-260 ︒C
3．气体燃料调节和加热系统的启动
3.1 启动前准备
3.1.1 气体燃料调节和加热系统检修工作全部结束，工作票终结，
安全设施拆除，现场清洁。
3.1.2 送上电启动加热器的电源。
3.1.3 检查设备系统完好，各表计齐全良好，仪表一、二次阀门开启。
平房仓富氮气调环流系统设计
2/2013粮食流通技术收稿日期：2013-01-14作者简介：秦彦霞（1984-），女，助工；专业方向为粮食仓储物流与加工工艺研究设计。
平房仓富氮气调环流系统设计秦彦霞，李留亮（国家粮食储备局郑州科学研究设计院，郑州450053）摘要：富氮气调是一种重要的储粮技术，本文着重介绍平房仓固定式富氮气调环流系统的设计方法，这种气调方式操作方便、易于集中管理。
关键词：平房仓；富氮气调；环流Design of Rich Nitrogen Adjustment Circulation System in Flat Warehouse Qin Yanxia ，Li Liuliang（Zhengzhou Science Research &Design Institute State Administration of Grain Reserve ，Zhengzhou 450053，China ）Abstract ：Rich nitrogen adjustment system is a kind of important grain storage technology.This paper introduces the design of stationary rich nitrogen adjustment circulation system in flat warehouse.This kind of circulation system is convenient to operate ，easy to centralized management.Key words ：Flat warehouse ；Rich nitrogen adjustment ；Circulation中图分类号：S379.2TU249.2文献标识码：B文章编号：1007－3582（2013）02－0028－02随着人们生活水平的不断提高，人们对生存环境日益重视，对高品质、无污染绿色食品的需求越来越强烈，21世纪初，联合国粮农组织对粮油储藏过程中熏蒸剂的使用进行了进一步限制和禁用，并积极倡导以调节粮堆内的气体成分（气调储藏）来改变害虫、霉菌的生存环境，减少粮食自身的有氧呼吸，达到储粮安全、延缓陈化的目的，实现绿色储粮。
热沉设计技术
02 中国空间科学技术 2002年6月 CH I N ESE SPA CE SC IEN CE AND T ECHNOLO GY 第 3 期 热沉设计技术邹定忠 刘敏 刘国青(北京卫星环境工程研究所,北京100029)摘要 在大型空间环境模拟器K M6中,热沉是该设备中的重要分系统之一。
文章介绍了热沉的材料选择、结构布置、壁板形式、支撑结构及主要设计计算结果等。
主题词 热沉 设计 空间环境仿真1 引言空间的冷黑环境是航天器在飞行轨道中所经受的最主要的环境之一。
它不但影响航天器工作时的热性能,而且决定着航天器某些部件的工作特性。
因此,K M6设备中必须有模拟空间冷黑环境的热沉。
空间真实的冷黑环境其等效温度为3K,吸收率为1,它能百分之百地吸收航天器所发出的热能。
要在地面完全再现这种环境几乎是不可能的,即使能实现其费用也是十分昂贵的。
因此国内外从研制卫星开始,就考虑采用环境效应的模拟原理。
即在模拟的条件下,使航天器上感受到的效应和航天器在轨道上飞行时感受到的效应相近,其间的误差在设计允许范围之内。
经过仔细分析和详细的误差计算,发现只要用温度低于100K的表面包围被试航天器,其内表面涂以特制的黑漆,对太阳光的吸收率Αs≥0195,半球向发射率ΕH≥0190,热沉开孔面积小于3%～5%,热沉直径与航天器直径之比大于2～3,其热模拟误差就在1%～2%以内,航天器上的温度误差只有1℃～2℃,在工程设计允许的误差范围内。
因此从60年代初开始,国内外都普遍采用液氮壁板内表面涂黑漆来模拟宇宙冷黑环境的方案。
国内习惯上将这种模拟宇宙冷黑环境的装置叫做“热沉”。
如何保证热沉的温度均匀性和高度的气密性这两个关键的技术指标所采取的技术方案有很大区别。
K M6总体对热沉的技术要求如下:1)热沉有效空间大于51015m,高1619m。
2)容器内表面尽可能布满热沉,在试验区内无热沉面积少于5%。
3)热沉在承受最大热负荷200k W时,液氮系统在保持单相流动的条件下,表面温度低于100K,允许局部小范围不超过110K。
40th燃气锅炉系统设计方案
40t/h燃气锅炉系统设计方案一、系统描述1、40t/h燃气锅炉系统40t/h燃气锅炉的汽水系统：由电动给水泵，给水调节阀、省煤器、汽包和过热器等组成。
煤气和空气按一定的比例在炉膛内燃烧，产生的热量使汽包内的水汽化，产生的饱和蒸汽进入过热器进一步加热成为过热蒸汽至蒸汽母管，进入汽轮机。
燃烧系统：煤气经过调节阀进入炉膛，鼓风机送风至空气预热器预热后，由一次风调节阀送入炉膛，燃烧过程中产生的高温烟气经过热器加热蒸汽，至省煤器加热锅炉汽包给水，经过空气预热器预热锅炉送风后，最终由引风机引入烟囱，排入大气。
除氧给水系统：来自汽机的抽汽，加热给水并要维持除氧器内的压力液位恒定，从而清除溶解于水中的氧气。
2、4MW汽轮发电系统汽水系统：来自锅炉的过热蒸汽进入汽轮机，冲动叶轮，带动发电机发电。
蒸汽在汽轮机内做功后，其温度、压力降低，进入凝汽器被冷却成为凝结水，再由凝结水泵送入抽气器及低压加热器加热后，送至除氧器。
润滑油系统：润滑油箱内的油由主油泵通过油管路进入汽轮机、发电机的各轴承进行润滑。
冷却系统：循环冷却水一路送至油冷却器冷却润滑油；另一路至凝气器，将作功后的蒸汽冷却为冷凝水；再一路作为发电机空冷器的冷却水。
3、减温减压系统减温减压系统：过热蒸汽通过减温减压器，其温度压力变为用户需要的蒸汽。
系统有2 0吨、3吨减温减压器二台。
二、系统配置本系统配置监控操作站二台，后备手操器控制台1个，现场控制站1个，主控制器为热备冗余，并配置在线式4kVA不间断电源1台。
其DCS的硬件配置为：2011NS---9，SC15 N S ---4，SC13NS ---6；2021NS---5，SC21NS ---5；2031 NS ---4，SC31NS---4；2041NS---4，SC44 NS --4。
后备手操器控制台上，有引送风、给水泵和循环泵电流表；发电机功率和频率表；电接点液位计（汽包液位）；引送风调节手操器，一次风调节手操器，锅炉给水调节手操器，减温水调节手操器，混合集箱进水调节手操器，煤气量调节手操器，除氧器压力液位调节手操器。
LNG燃气温度控制系统设计
发动机 使用 要求，导致发动机 限扭 ，引起爬坡无 力、熄火 等 力 性 和 经 济 性 。
现 象 。
如 果 有 一 种 装 置 能 够 自动 控 制 气 化 后 燃 气 温 度 、流 量 参
数 等 ，并 能 使 汽 化 器 发 挥 最 大 效 能 ，达 到 发 动 机 最 佳 使 用 要
摘 要 ：文 章介 绍了在 ＬＮ度控制在 ３０￣Ｃ～５０ ｏＣ范围内。解 决 了发动机在夏季环境温度高 ，气化后燃气温度高，不能满足发动机使用要求，导致发动机 限扭 ，引起爬坡无 力、 熄火等现象 。同时燃气温度在 ３０￣Ｃ￣５０￣Ｃ时，使 发动机 系统燃烧 充分 ，燃烧效 率高，克服现有技术冷起动 、低 工 况 时进气温度过低导致的 ＨＣ、ＣＯ排放过高和高工况时进气温度过高导致的动力性差、ＮＯｘ排放 过高的缺 陷，降 低污染物排放量 ，提高动力性和经济性 。 关 键 词 ：ＬＮＧ 燃 气 温 度 控 制 系 统 ；节 温 器 ； 汽 化 器 中图分 类号 ：Ｕ４６４．９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６７１—７９８８（２０１ ６）０３—４９—０２
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｇａｓ—Ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ—Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ ＬＮＧ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｗ ａｎｇ Ｇａｎｇ，ＬｉＰｅｎｇ （Ｓｈａａｎｘｉ ＨｅａｖｙＤｕｔｙＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ’ａｎ ７１０２００）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ Ｇ ａｓ·－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ·－Ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆＬＮ Ｇ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｋｅｅｐ ｔｈｅ ｇａｓ ｔｅｍ ｐｅｒａｔ ｕ ｒｅ ｏｆｅｎｇｉｎｅ ｉｎｌｅｔ ｒａｎｇｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ３０￣Ｃ ａｎｄ ５０￣Ｃ．Ｔｈｉｓ ｄｅｖｉｃｅ ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔ ｈ ａｔ ｔ ｈｅ ｇａｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆｅｎｇｉｎｅ ｉｎｌｅｔ ｉｓ ｔｏｏ ｈｉｇｈ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔ ｈ ｅ
用气氮调温系统实现火星表面昼夜温度模拟
第 35 卷第 5 期航 天 器 环 境 工 程Vol. 35, No. 5 2018 年 10 月SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING457 E-mail: htqhjgc@ Tel: (010)68116407, 68116408, 68116544用气氮调温系统实现火星表面昼夜温度模拟王宇辰，杜 鹏，解 峥（北京卫星环境工程研究所，北京 100094）摘要：为了实现修正火星探测器热模型，验证探测器在火星昼夜极端温度环境下的工作性能，需要在地面实现对火星温度变化的模拟。
文章提出了通过气氮调温系统进行火星表面瞬态热环境模拟和温度控制的方法，目前已经实现150 Pa和1400 Pa低气压下-105～5 ℃的气体温度瞬态模拟，试验过程中与目标温度的最大温差不超过10 ℃，而且多个周期的重复性良好。
关键词：火星；热环境；温度模拟；气氮调温；热电偶；气体温度测量中图分类号：V416.5文献标志码：A文章编号：1673-1379(2018)05-0457-05 DOI: 10.12126/see.2018.05.009Simulation of Mars thermal environment by GN2 temperatureadjustment systemWANG Yuchen, DU Peng, XIE Zheng(Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering, Beijing 100094, China) Abstract: In order to optimize the thermal model of Mars rovers and to verify the system functions in the Martian extreme environments, it is necessary to test the Mars rover in a comprehensive simulated environment on the ground. On the Mars surface, the ambient temperature sees a great variation with the alteration of day and night. It is a difficult task to simulate the surface temperature of Mars on the ground. This paper propose a method by using the GN2 temperature adjustment system to realize the thermal environment simulation and the temperature control of the Mars’ surface. The diurnal gas temperature simulation of Mars from -105 ℃ to 5 ℃ at a pressure of 150 Pa and 1400 Pa is realized in the transient way, with the maximal temperature difference not more than 10 ℃, and the repeatability error is comparatively low.Key words: Mars; thermal environments; temperature simulation; GN2 temperature adjustment; thermocouples; gas temperature measurement收稿日期：2018-04-08；修回日期：2018-09-19引用格式：王宇辰, 杜鹏, 解峥. 用气氮调温系统实现火星表面昼夜温度模拟[J]. 航天器环境工程, 2018, 35(5): 457-461 WANG Y C, DU P, XIE Z. Simulation of Mars thermal environment by GN2temperature adjustment system[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2018, 35(5): 457-4610 引言火星是人类目前为止探测次数最多的行星。
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气氮调温热沉系统设计李培印;于晨;洪辰伟;吕剑锋;李天水【摘要】我国空间环境模拟试验中,多采用表面温度低于-173℃的热沉在地面模拟空间冷黑环境,与太空-270℃真实冷黑环境相比,模拟误差可控制在1％左右.随着我国深空探测的发展,特别是火星探测任务的提出,使用传统的液氮单相密闭循环制冷热沉达不到火星地表温度-123～27℃,无法满足火星探测模拟试验需求,采用调温热沉技术可解决此问题.介绍了气氮调节热沉温度的工作原理与系统主要组成部件的结构型式,对系统关键参数进行了分析计算,并完成了试验验证.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2019(025)004【总页数】5页(P254-258)【关键词】火星探测;调温热沉;液氮喷淋;空间模拟【作者】李培印;于晨;洪辰伟;吕剑锋;李天水【作者单位】北京卫星环境工程研究所,北京 100094;北京卫星环境工程研究所,北京 100094;北京卫星环境工程研究所,北京 100094;北京卫星环境工程研究所,北京100094;北京卫星环境工程研究所,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TB6630 引言热沉调温系统是指利用外部温度控制设备，通过向热沉中通入温度和流量可控的介质，将热沉控制在规定的温度范围内，通过改变热沉自身温度来模拟外部环境温度的变化。
目前国内外采用的热沉调温方法主要有两大类：一类是使用氮气作为载冷剂通入热沉进行温度调节；另一类是使用耐高低温的烃类化合物作为载冷剂通入热沉进行温度调节。
采用耐高低温的烃类化合物作为载冷剂的调温系统，使用制冷机为载冷剂提供冷源，考虑到制冷机制冷功率有限以及循环泵的扬程限制，该调温系统常用于中小型空间环模设备中。
气氮调温方法可以使热沉温度在-140～120℃内连续可调，当前国际上许多国家采用这种热沉调温方案。
美国戈达德空间飞行中心的真空热试验设备采用氮气对热沉进行调温，热沉温度调节范围为-170～150℃，升降温速率最小为6℃/min。
美国SS/Loral公司的真空热试验设备的气氮调温热沉可以使热沉温度在-180～150℃之间可调。
美国Martin Marietta公司的真空热试验设备配置的气氮调温热沉温度控制范围为-179～121℃，升降温速率为±1.1℃/min。
印度ISRO卫星中心的真空热试验设备，直径为5.5 m，采用7个气氮调温单元密闭循环系统，使热沉温度在-183～127℃之间可调，升降温速率为1℃/min，热沉温度均匀度为±2℃，控温精度±1℃[1-3] 。
在我国首次火星探测任务中，火星车承担着火星表面巡视探测任务。
火星表面温度范围-123～27℃，并存在着压力为150～1400 Pa的大气（主要成分为CO2），地表风速一般为0～15 m/s，使火星车器表产生强迫对流。
为使火星车能够适应火星表面环境，需要在地面进行充分验证和试验考核，故需设计调温热沉系统，实现火星表面-123～27℃温度范围的环境模拟能力。
采用气氮调温的方式设计调温系统，控制热沉温度。
1 气氮调温原理热沉调温系统采用氮气单相密闭循环，使用氮气压缩机作为热沉控温单相密闭循环系统的动力源，液氮喷淋器作为冷源。
电加热器作为热源控制热沉温度。
单相密闭循环系统包含氮气储气罐、液氮储槽、水换热器、氮气压缩机、冷干机、回热式换热器、液氮喷淋器、主电加热器、分支电加热器及压缩机进口电加热器等。
低温工况时，氮气压缩机作为动力源将氮气输入整个系统，三级过滤及干燥处理后进入回热式换热器，与热沉回气氮气在回热式加热器进行热交换（废能利用）降温后进入液氮喷淋器，经过液氮喷淋，氮气温度降至需要的目标温度，通过主电加热器和分支电加热器精确控温后进入热沉。
氮气与热沉进行充分热交换后，通过回气管道进入回热式加热器，冷量回收利用后通过压缩机进口电加热器升温，经过水换热器与常温水进行热交换后变为常温气体进入氮气压缩机。
图1为气氮调温原理。
图1 气氮调温原理图Fig.1 Principle of the liquid nitrogen spraying heat sink temperature adjusting system高温工况时，氮气压缩机作为动力源将氮气输入整个系统，三级过滤及干燥处理后进入回热式换热器，与回气氮气在回热式加热器进行热交换升温后进入液氮喷淋器，此时液氮喷淋器不工作，进入主电加热器与分支电加热器进行加热控温后进入热沉内。
氮气与热沉进行充分热交换后，通过回气管道进入回热式换热器，氮气经过换热降温后进入压缩机进口电加热器，此时其也不用工作，而后进入水换热器与常温水进行热交换后变成常温气体，最后进入氮气压缩机。
2 调温系统组成与结构调温系统主要组成部分有氮气压缩机、液氮喷淋器、电加热器、回热式换热器和水换热器。
2.1 氮气压缩机氮气压缩机作为整套系统的动力源，提供系统所需的压力与气体流量，总体结构如图2所示。
在压缩机的机体内有一对相互啮合的螺杆转子，电机通过弹性联轴器带动阳转子，再由阳转子带动阴转子一起高速旋转。
机组正常运行时，经气体滤清器进气口吸入氮气，过滤后由打开的进气阀（控制进气量）进入压缩机工作腔，被高速旋转的阴、阳转子压缩而升高压力；当齿间间隙与排气口相通时，压缩氮气便从排气口排出，进入油气分离器进行油气分离，将润滑油从压缩氮气中分离出来，从而获得洁净的压缩氮气；经油气分离后的压缩氮气通过最小压力阀后，依次进入后冷却器和气水分离器，将高温气体冷却至常温及将压缩氮气中的冷凝水分离出来，最后排出机外供调温热沉系统使用。
分离出来的润滑油沉降到油气分离器的底部，在压差作用下，经温控阀进入油冷却器；冷却后的润滑油经油过滤器进入主机工作腔，与吸入的氮气一起被压缩而循环使用；喷入机体内的润滑油能够吸收大量的氮气在压缩过程中产生的热量，从而起到冷却的作用；润滑油在两转子之间形成一层油膜，可以避免阴、阳转子直接接触而导致的转子型面磨损；具有一定黏度的润滑油可填补转子与转子之间，转子与机壳之间的间隙，从而减少机体内部的泄漏损失，提高压缩机的容积效率。
图2 氮气压缩机总体结构图Fig.2 Structure chart of nitrogen compressor1.底座；2.疏水阀；3.电机；4.电柜；5.油冷却器；6.联轴器；7.气体滤清器；8.机头；9.进气阀；10.安全阀；11.油气分离；12.最小压力阀；13.温控阀；14.进风；15.后冷却器；16.排风扇；17.排风。
2.2 液氮喷淋器液氮喷淋器是通过上方喷淋雾化的液氮与进来的气氮在填料中直接接触换热（如图3所示），最终使出口气氮温度降低，氮气遵循下进上出的原则以利于换热。
改变液氮的喷淋量可改变出口的氮气温度。
液氮喷淋器中的传热可看作是由两部分组成：一是液氮从喷洒器喷出雾化，在到达填料表面之前，小液滴与周围的气氮发生热交换，部分液氮蒸发的过程；二是液氮到达填料表面后，气液两相在填料中充分接触换热，液氮进一步气化的过程。
其换热过程涉及到气、液、固三相传热，是一种复杂的物理过程。
图3 液氮喷淋器结构示意图Fig.3 Structure sketch of liquid nitrogen sprayer液氮喷嘴性能是影响低温气体调节器调温性能的重要因素。
如果喷嘴性能好，喷出的液氮达到较高的雾化程度，使气化比增加，则低温气体调节器不仅调温性能好，且出口温度易于控制。
如果能使气化比达到1，即液氮经喷嘴喷出后到填料表面前可全部气化，则可以取消填料段；填料段高度也是影响低温气体调节器控制性能的主要因素。
填料段愈高，其蓄热量愈大，低温气体调节器出口温度的动态特性则表现为惯性增加，出口温度不易控制[4] 。
2.3 回热式换热器与水换热器回热式换热器采用板翅式结构，图5（a）所示，在系统中可以起到回收利用废弃热能（冷能）的作用。
冷干机出口的常温氮气与热沉出口的热（冷）氮气进行热交换，充分利用废弃能量，而后再继续加热或冷却至目标温度值进入热沉，如此循环往复。
回热式换热器的换热功率Qh由通过换热器的氮气自身热容量决定，如式（1）。
式中：m为通过换热器的氮气质量；c为氮气的比热容；ΔT为氮气温度变化量。
水换热器采用管翅式结构，如图4（b）所示，使回热式换热器出口的氮气冷却或加热至常温状态，当水换热器加热能力不足时可采用电炉辅助加热，保证压缩机进气口氮气为常温状态。
图4 换热器结构示意图Fig.4 Structural sketch of heat exchanger3 调温系统设计根据气氮调温原理可知，可以依靠液氮喷淋器制造冷氮气，实现低温工况；依靠电加热器加热氮气，实现高温工况；氮气压缩机作为动力源可实现氮气的单相密闭循环。
其中涉及3个重要的设计参数，液氮喷淋器的制冷功率、电加热器的加热功率及氮气压缩机的流量，3个参数共同决定了调温系统的性能。
3.1 系统热负荷系统热负荷计算如式（2）：式中：Q1为容器壁对热沉的辐射换热量；Q2为试验件对热沉的辐射换热量；Q3为热沉与支撑框架之间的漏热；Q4为热沉自身热容量；Q5为载冷剂自身热容量；Φ为修正系数，一般取1.3。
根据高低温两个工况的不同，式（2）中的计算取值亦不相同。
热沉为高温工况时，依据式（2）可计算得出加热功率Q热；热沉为低温工况时，依据式（2）可计算得出制冷功率Q冷。
根据火星温度环境特点及不同的应用环境，设计热沉调温范围为-130～100℃，温度均匀性优于±5℃，依据最低与最高温度（-130℃、100℃）计算得出Q冷、Q热。
Q1与Q2的计算模型可简化为空腔与内包壁面间的辐射换热[5] ，Q1（Q2计算方法同Q1）计算依据式（3）：式中：A1为热沉的外表面积；A2为容器内表面积；ε1为热沉外表面发射率；ε2为容器内表面发射率；T1为热沉温度；T2为筒体温度。
热沉框架及支撑结构的漏热Q3是由接触导热引起，在结构设计中，为了减少支撑结构与气氦冷板的导热损失，在两者之间增加隔热垫，漏热计算如式（4）：式中：Q3为传导漏热量；Am为支承材料的接触面积；L为支承材料的长度；λ为支承材料热传导系数；T′、T″为支承材料两端点的温度；n为支承数。
热沉自身热容量Q4计算如式（5）：式中：m为热沉质量；c为热沉材料的比热容；ΔT为单位时间热沉温度变化量。
载冷剂自身热容量Q5计算方法同Q4。
需要明确的一点是，Q4计算公式中的ΔT由热沉升降温速率决定，一般情形为：升降温初期，热沉温度变化速率较快，将要达到稳态工况时，热沉温度变化速率较小，建议按照后者取值。
Q5计算中的ΔT 由载冷工质稳态（极限高温或极限低温）目标温度值与回热式换热器换热效率值共同决定。
根据Q热得到系统加热功率，即电加热器的加热功率；根据Q冷得知系统制冷功率，即液氮喷淋器的制冷功率，根据液氮气化潜热可计算得知单位时间液氮消耗量。