直接冷却的高温超导磁体热稳定性有限元仿真

制冷机直接冷却超导磁体是一门新兴技术,研究超导磁体在直接冷却下的热稳定性具有重要意义。用有限元方法解决复杂边界问题的热力学问题非常有效,而有限元分析软件ANSYS能使得用有限元法解决问题更加方便。该文用有限元方法对直接冷却高温超导磁体进行了热稳定性数值仿真。仿真结果表明,在设定热负荷作用下,直接冷却的B i2223系高温超导磁体具有较好的热稳定性,磁体温度低于其临界温度。     

铜铁稀磁合金中铁磁杂质之间相互作用对低温热电势的影响

本文提出在铜铁稀磁合金中高浓度铁磁杂质之间的相互作用对低温热电势的影响巨大, 基于耦合杂质理论, 得出了高浓度铜铁稀磁合金的热电势在4-100 K的温度范围内随温度变化的理论曲线. 理论曲线与铁杂质浓度含量为0.1%(at) Fe, 0.13%(at) Fe和0.15%(at) Fe原子百分比的铜铁合金热电势实验值符合, 为推动低温铜铁稀磁热电偶的应用提供了理论分析基础.     

超导应用Peltier电流引线界面热(电)阻特性研究

对一种新型的超导低温系统电流引线(Peltier引线)进行了分析;建立了考虑热界面效应的数学模型,给出了可用于迭代求解的解析表达式;以最小漏热和最小功耗两种目标分别对直接冷却下的Peltier引线进行了结构优化,分析了热电材料与铜之间的接触界面热阻、电阻的影响。不考虑界面阻力时,优化得到的PCL引线与二元电流引线相比,漏热可减少近30%,功耗可减少约26%。界面阻力会明显削弱PCL引线的优势,需在设计中给与足够重视,依据工作电流将界面阻力控制在可以接受的范围。     

铜铁合金与金铁合金低温热电偶特性研究

本文以铜铁合金、金铁合金低温热电偶的分度实验为基础,对两种热电偶的分度特性、微观机理等进行了分析比较.并在微型气体制冷机二级冷头温度(10K)测定中进行了实际考核.给出了国产含铁0.13％的镍铬-铜铁热电偶(NiCr-Cu 0.13％Fe)4—273K的分度表.从理论和实验上肯定了在较广的温域使用铜铁合金低温热电偶与金铁合金具有相同优越的热电性能.     

G-M制冷机辐射屏温度随动控制

该文提出低温与超导系统温度控制新方法 -基于泛逻辑代数的温度随动控制。这是一种以低温实验为基础 ,依据概念和专家知识的泛逻辑控制 ,控制特性用一组泛逻辑代数方程描述 ,从而可以有效解决 G- M制冷机辐射屏温度的随动控制问题。该系统可应用于低温界面热阻实验和超导材料热物性测试等。温度随动控温范围为 4 0 K- 15 0 K,精度优于3K。这对低温与超导技术等有重要意义     

微结构接触界面热阻

微纳米结构的接触热传输是热电转换、超导冷却、集成芯片散热等高技术领域面临并必须着力解决的技术问题,它区别于宏观热传输,具有为尺度依赖效应和多个微观特征量。文中从微结构接触热传输阻力角度出发,探讨了接触热阻及界面热阻区别,阐释了微尺度的特征量,接触界面热阻实验及理论研究方法、实验参数的测量,接触热阻及界面热阻的材料选择。通过接触界面热阻这些方面的研究,为研究接触界面热阻研究提供了较全面的参考。     

直接冷却高温超导电流引线的有限时间热力学分析

用有限时间热力学最小熵产率的方法对连续冷却电流引线进行优化 ,比较高温超导电流引线连续冷却和冷端冷却两种直接冷却方式。优化后的连续冷却电流引线上热流量随温度的降低而减小 ,温度在高温段变化较快 ,熵产率小。冷端冷却时在整个引线上热流量分布相同 ,温度在低温端变化较明显 ,熵产率较大。优化后的连续冷却方式比冷端冷却方式合理。     

G-M制冷机在高温超导磁储能磁体直接冷却中的应用研究

分析了超导磁储能直接冷却的特点,对G-M制冷机应用于超导磁储能直接冷却进行了方案设计和负荷计算;针对应用于超导磁储能冷却的G-M制冷机分析了热力参数对制冷系数和熵产率的影响;根据高温超导磁体冷却的实验结果,研究了G-M制冷机在磁储能直接冷却应用中的关键技术问题。     

高导热高电绝缘AlN的微结构及低温热特性分析

本从低温微结构工程学的观点，比较A1N中加入Sm2O3、Dy2O3、Sm2O3-Dy2O3稀土烧结助剂的热导率、第二相铝酸盐的变化，探讨了铝空位和氧影响A1N的热导性,从A1N的热导率与微结构的比较表明微结构的区别可能是铝酸盐相形成品间液相润湿粉体性质的差异，但这种差异不能影响烧结行为，因此热导率和微结构之间不能建立清晰的相关性,实验装置以C—M制冷机为冷源，用低温多路数据采集系统测量了A1N—5wt％Sm2O3-Dy2O3材料在低温30K—160K的热导率，在本实验温区其热导率随温度升高而增大，实验表明该材料可以作为高温超导直接冷却要求的高导热高电绝缘器件材料。     

氮化铝陶瓷低温热导率的实验研究

根据轴向稳态热流法原理 ,实验研究了 Al N陶瓷的低温热导率 ,为高温超导制冷机直接冷却提供了必要的实验数据。 Al N的热导率在 30～ 170 K之间 ,随温度的升高而增大 ,在 10 0 K时达到 5 8.36 W/ (m· K)。根据平均自由程理论 ,对影响氮化铝陶瓷热导率的微观因素进行了分析 ,影响本次测试氮化铝样品低温热导率的主要因素为声子与缺陷之间的散射。