土工离心机是研究地质性能和岩土结构最先进有效的试验平台。而伴随着岩土试验所需求的试验条件愈发严格,对离心机的规模,如容量、加速度等参数的要求随之提高。土工离心机的产热也不断增大,产热如果没有通过有效的温控散热技术及时散去,会使得热量在离心舱室内积累,引起温度升高,对仪器造成损坏。大型土工离心机的设计必须伴随着对其温控系统的设计,通过研究大型土工离心机产热及散热机理,制定相应的温控方案。本文旨在通过理论与试验相结合的形式,分别在常压土工离心机和低真空度高速离心机下进行温控试验研究,探究高速转子的产热机理,分析散热模式,探究低真空度下土工离心机的温控效果。为1500g大型高速土工离心机的建设落地提供温控系统的试验数据及设计方法。论文的基本内容如下:(1)简单介绍了国外和国内大型土工离心机的发展历程,总结了国内具有代表性的土工离心机,并介绍土工离心机相关试验研究。其次分析土工离心机的产热机理,对国内外离心机产热相关的研究进行了总结归纳,最后对土工离心机主要的冷却方式及相关研究进行了介绍。(2)介绍了风阻功率计算模型的推导过程,对主流的计算公式进行了分析比较,选取了适用于1500g大型土工离心机的风阻功率计算公式。对风阻功率的产生机理进一步细分,提出第一第二热源理论,将转臂与空气相对运动产热的热量视为第一热源,将随流空气与壁面摩擦产生的热量视为第二热源。并介绍了离心机室内热量传递的基本形式,利用圆管传热模型简化了离心机壁面与高速转动空气的传热计算。(3)为了考察两大热源之间具体的比例关系,通过ZJU400大型土工离心机制定温控试验方案。测定机室内的温度分布以及风冷水冷系统的散热量,通过温度的分布确定机室两大热源各自热量传递的方向,利用圆管传热模型计算得到壁面与空气之间的传热量,从而确定第一热源第二热源的具体产热量以及相互之间的比例关系。为1500g高速土工离心机具体部位的产热计算提供了试验依据。(4)为研究在真空环境下土工离心机的产热机理,等比例设计了一套真空高速离心试验系统。通过测量不同真空度下,离心机室的温升情况,考察真空度对离心机的温控效果,并计算各真空度下的风阻功率,确定风阻功率与真空度的对应关系。最后增加侧壁液冷温控方式,考察能使离心机室稳定温度维持在正常工作允许范围的真空条件,为大型土工离心机设计提供有效温控方案。