基于薄液膜蒸发的超高速冷冻方法初探

玻璃化冷冻方法是细胞超低温保存的有效冷冻方法之一.在细胞的玻璃化冷冻过程中,降温速率的提高有利于细胞内外溶液玻璃化程度的增加,同时可以降低低温保护剂的浓度,进而减少低温保护剂对细胞的毒性损伤和渗透性损伤.本文尝试将薄液膜蒸发这种高效相变传热方式与液氮的低温冷却过程相结合,发展了一种超高速、超低温冷冻降温方法.初步的实验结果表明:冷冻载体从10℃降到-180℃,其平均冷却速率达到了148052℃/min。     

冷冻速率对蚕豆热物性变化规律影响的实验研究

研究了不同冷冻速率下蚕豆热物性的变化规律。利用Hot Disk得到蚕豆在-30～30℃下的热导率变化曲线;通过DSC和低温冷冻实验台,冷冻速率在5～80℃/min条件下将蚕豆切片进行冷冻实验,得到了不同冷冻条件下冻结点、结晶点及比热容的变化规律。测试结果表明:蚕豆热导率随着温度的降低先减小再增大;冻结点随着降温速率的增大而增大;蚕豆的结晶点在降温速率小于20℃/min时出现浮动,但总体上,结晶点随着降温速率的增大而降低。在不同降温速率下,比热容随温度的变化规律基本相同,但在冷冻相变过程中发生剧烈变化。通过对冷冻过程中蚕豆热物性的实验研究,为冷冻干燥种子的传热传质分析提供了实验数据的支撑。     

临床低温外科装置

低温冷冻在临床上可用来杀死各类肿瘤组织,冷冻治疗具有许多优越性,如手术过程出血少、痛苦小.文中介绍低温外科装置的工作过程及装置结构,分析冷冻探头的传热过程.最后根据临床应用,对装置的工作压力、冷冻速率、复温速率等重要参数进行讨论.     

ICF用低温冷冻靶制备系统设计

ICF(惯性约束聚变)点火用低温冷冻靶①,需要在常温下,把气体高压渗透入直径1mm以内,厚度um数量级的靶球体内,最终压力:100MPa～150MPa,再由制冷系统降温至20K以下,此过程中,靶球的温度场也降温至20K以内.降温及清洗结束后,由送靶机构取出用于分层和物理诊断等.本装置实现冷冻靶的气体渗透充填、冷却降温、分层时的精确控温等过程.     

大体积生物材料低温保存方法的研究

生物材料的低温保存最为重要的是降温冷却过程。介绍"冻结线跟踪法"的降温冷却及控制方法,即生物材料在降温冷却的同时,逐步提高低温保护剂溶液的浓度,这可避免细胞内外冰晶的产生,从而减少对细胞的冷冻损伤,克服大体积生物材料低温保存的困难。最后,对生物材料低温保存的应用前景进行讨论。     

液氮冷冻刀温度检测与显示系统实现

针对液氮冷冻设备监测和控制的需要,以单片机STC12C5410AD为控制核心,采用K型热电偶传感器为测温元件,设计并实现了液氮冷冻刀的温度检测与显示系统。最后将液氮冷冻刀刀头放入不同温度的介质中,对系统进行了验证,结果表明:系统测得的温度值与红外测温仪测得的温度值基本吻合,满足冷冻设备要求,具有一定的临床应用价值。     

低温微创手术治疗探头周围组织温度分布研究

采用低温方法对人体深部肿瘤进行杀伤时,既要求对肿瘤组织有最大的杀伤效果,又要保证正常组织,特别是一些重要器官组织,能免受冷冻伤害。文中对冷冻治疗探头形成冰球的大小、以及冻结界面周围组织温度分布进行传热分析和测试,以给出安全区和危险区的范围,这可以为外科手术医生设计低温手术方案提供参考依据。     

ICF低温冷冻靶备技术进展

综述了激光惯性约束聚变研究中的低温冷冻靶的各种制备方法，提出了在我国高功率激光装置上进行了冷冻靶实验的制靶技术的路线。     

基于STC89C51的新型液氮低温微创冷冻控制系统设计

设计了一种新型液氮低温微创冷冻控制系统,详述了系统的控制原理及各功能模块的实现.采用热流平衡原理、PID技术与STC89C51单片机及外围控制电路对冷冻冻结面范围、液氮瓶压力及冷刀刀头温度进行实时控制和显示.应用结果表明:该系统运行稳定,可靠性高,操作简单.     

ICF低温冷冻靶制备技术进展

 综述了激光惯性约束聚变研究中的低温冷冻靶的各种制备方法, 提出了在我国高功率激光装置上进行冷冻靶实验的制靶技术路线。     

自然循环预冷和低温热管耦合系统的初步实验研究

介绍的高效低温传热方法主要包括 :自然循环冷却法和基于自然循环预冷及低温热管的高效低温冷却方法。自然循环冷却法的特点是在大温差条件下实现物体的快速冷却。一旦被冷却物体到达或接近低温液体的温度 ,将产生循环动力不足的情况 ,必须采用诸如气体引射或容器自增压等方法加以解决。而低温热管的特点在于能在小温差条件下 ,传递大量的热能。文中将自然循环预冷法及低温热管技术有机结合 ,综合自然循环和低温热管的优点 ,取长补短 ,既可以在很短的时间内使被冷却物体的温度降低下来 ,又可以保证被冷却物体的温度波动较小。文中还详细给出了基于自然循环预冷及低温热管的高效低温传热单元的设计及试验结果     

冷冻靶制备用低温氦气循环系统

常温高压渗透充气、低温冷却的冷冻靶球,需要20K以下的低温循环氦气,用于冷却高压渗透室和低温恒温腔。本套系统采用GM制冷机为冷源,采用专用氦压缩机为循环泵,设计高效率的回热式换热器,实现末端的20K以下低温氦气,通过低温氦气冷却终端部件,实现了20K的低温恒温环境和渗透室的冷却。     

低温管路预冷过程的实验研究

搭建了低温管路预冷过程实验台,并对不同管长和不同入口压力下低温管路预冷过程中压力和温度的变化情况进行了实验研究。结果表明,管路较长时,不稳定现象表现得更加剧烈,管路预冷时间变长,并会产生更大的压力峰值。     

应用于超导磁体冷却的新型低温传热元件

本文针对我们已提出的自然循环与低温热管耦合的新型传热元件进行了初步的数值模拟．基于一些合理的假设，利用一维两相流均相动态模型对液氮在自然循环管路中的瞬时换热量进行了计算，在与实验结果进行比较的基础上，得到了一些有关冷却时间与最低冷却温度的初步结论，并对计算结果进行了分析．     

μ介子转化电子装置超导磁体低温系统(英文)

μ介子转化为电子的试验装置(MECO)将安装在美国布鲁克海文国家实验室的交变磁场梯度同步加速器中。一台4.5K千瓦制冷量的氦制冷设备将为MECO试验中的四个大型的超导螺线管磁体提供冷量,针对MECO中超导磁体的性能特点及要求,主要讨论了该低温系统中每个超导磁体的冷却方法以及相应氦制冷机的流程设计方案。     

Structural characterization and low‐temperature properties of Ru/C multilayer monochromators with different periodic thicknesses

Ru/C multilayer monochromators with different periodic thicknesses were investigated using X‐ray grazing‐incidence reflectivity, diffuse scattering, Bragg imaging, morphology testing, etc. before and after cryogenic cooling. Quantitative analyses enabled the determination of the key multilayer structural parameters for samples with different periodic thicknesses, especially the influence from the ruthenium crystallization. The results also reveal that the basic structures and reflection performance keep stable after cryogenic cooling. The low‐temperature treatment smoothed the surfaces and interfaces and changed the growth characteristic to a low‐frequency surface figure. This study helps with the understanding of the structure evolution of multilayer monochromators during cryogenic cooling and presents sufficient experimental proof for using cryogenically cooled multilayer monochromators in a high‐thermal‐load undulator beamline.     

BEPC II氦低温系统的初步设计

低温超导技术将应用于第二代北京正负电子对撞机 (BEPC II)。文中所设计的大型氦低温系统将为第二代北京正负电子对撞机的三个磁体 :超导螺线管磁体、插入四极铁磁体和高频超导腔磁体提供 4 .5 K下 80 0 W的冷量和 6 0 .0 L/ h的液氦产量。由于每个用户都有其特定的工作要求 ,该系统为每个用户配置一个控制杜瓦 ,以满足磁体的工作要求。     

激光二极管泵浦的重复频率大能量低温Yb:YAG激光器设计

为实现重复频率大能量激光输出,基于Yb:YAG激光介质低温下良好的热特性和激光特性,设计了12kW高功率激光二极管(LD)阵列泵浦的V型腔低温Yb:YAG激光器(液氮温度)。对于泵浦耦合系统和散热结构两个关键点,分别使用光线追迹方法和有限元方法进行了分析,提出了楔形真空窗口和低温热管等解决方案。模拟结果表明,该设计的激光器热效应较低,可实现重复频率大能量输出。     

An externally cooled beetle type scanning tunneling microscope for imaging in cryogenic liquids

We describe a variable temperature cryogenic scanning tunneling microscope designed for imaging and research in cryogenic liquids. It has an external Dewar type large scale cooling system with a temperature control range of roughly 85-110 K using pressure controlled liquid nitrogen cooling. The liquid nitrogen is kept in a closed chamber surrounding the STM and maintained at a pressure to suit the chosen temperature. Several gases have triple points in this temperature range and can therefore be liquified, such as argon, methane, silane and germane. The STM is based on a beetle type design built into a small cube vacuum chamber to fit into the cooling dewar. The system has been used for atomic resolution of highly oriented graphite submerged in a methane liquid at a temperature of 100 K.     

低温流体在多孔表面的池沸腾研究综述

低温流体尤其是液氮在航天、电子冷却、低温生物医疗与超导磁体与电缆等领域有着广泛的应用.文中对光滑与多孔表面上的流体核态沸腾换热与临界热流密度的研究进行了归纳；总结了低温流体池沸腾的研究现状；比较了低温流体与常见制冷剂以及水在物性上的主要差异；综合分析了加热表面材料、多孔层厚度、孔隙率、烧结颗粒直径、平均孔隙直径与压力等...