等温容器是由空容器内均匀填充一定密度的细铜丝形成,具有充放气过程中内部空气温度基本保持不变的性质,所以被广泛地应用于气动系统的测试和控制中。然而在实际充放气过程中仍然存在着微小的温度变化,与等温过程存在偏差,偏差的大小作为衡量等温容器性能指标——等温特性。为了改善等温容器的等温特性,以提高应用过程中的测试和控制精度,本文把内部的细铜丝视为多孔介质,对其分布对等温容器放气过程中强化换热的影响开展了系统的研究。放气过程中,容器壁和铜丝是主要热源,换热的主要形式为热传导和对流换热。首先,为了缩小放气过程中容器壁和容器中心之间的温差,优化铜丝分布以强化容器壁向中心的导热。因此,以等温容器的横截面为研究对象,建立导热模型,采用线性变密度法和自适应成长法优化铜丝的分布,中心温度的计算结果与均匀填充相比分别提高了4.94%和16.5%。然后,搭建导热实验台,根据确定的优化结果进行实验验证,并进行数值模拟。结果表明:优化细铜丝在横截面上的分布可以强化容器壁向中心导热,验证了在导热结构优化方面应用线性变密度法和自适应成长法的可行性,并且自适应成长法比线性变密度法更有效。其次,对等温容器放气过程中的对流换热模型进行了研究。用四个已知流量特性的电磁阀分别对四种等温容器进行放气实验,采集放气过程中的压力曲线,并采用“停止法”得到放气过程中的温度曲线。建立等温容器放气过程中的热力学模型,结合压力曲线和温度曲线,利用相似原理拟合得到等温容器放气过程中声速阶段和亚声速阶段的对流换热经验关系式。并且通过不同电磁阀的放气实验验证了经验关系式的正确性。得到的关系式不仅体现了放气速度和铜丝填充密度与换热强度之间的量化关系,而且还说明了空气压缩比会对对流换热造成影响。此外,该包含关系式的对流换热模型能够用来预测等温容器放气过程中的等温特性。最后,为了提高等温容器的等温特性,优化铜丝在等温容器内的综合分布以达到放气过程中强化换热的目的。根据仿真得到的等温容器在放气过程中纵截面上的速度场和温度场,基于场协同理论,结合铜丝在横截面上分布规律,确定了铜丝在等温容器中的综合分布方案。然后根据该优化方案设计了几种对比实验方案。经过对实验结果的分析,表明该分布方案能有效地提高等温容器的等温特性。