量热器阵列探测器

本工作研制出 5×25=125量热器阵列探测器。每个量热器单元是由石墨块与镍铬——镍铝热电偶构成。解决了热电偶丝与石墨块的粘接问题和上百条热电丝从真空室引出问题。创立了以液氮沸点温度为温度基点的新“0”点装置,它既具有温度稳定性能好又能解决各路之间的绝缘问题。为多路量热器mV级小讯号的物理测量奠定了基础。 采用Fy-1微机数据采集系统测量探测器的讯号。它性能稳定、采集速度快。测量了大面积二极管产生的电子束的均匀性,数据经过模拟处理,给出电子束空间分布的立体图像,从图可以清楚地看出电子束能量空间分布的非均匀性和轴向箍缩效应。     

水当量法测量液体比热容的改进

比热容作为重要的热力学参量,在生产实践中有着极其重要的作用.为解决精度低、耗费待测液体多、操作复杂等问题,在双量热器法的基础上,通过大量的实验探究,采用以水作为测量基准物质的水当量法并结合电压比较法,同时改进双量热器法和水当量法,综合两者优势所在,不仅提高测量精度,且简化实验操作,更易于指导生产实践.     

气体传热对多层绝热性能影响的试验研究

文中通过建立的能进行夹层气体置换的稳态量热器试验系统,试验分析了夹层气体传热对多层绝热材料有效热导率的影响,重点对置换气体种类、气体压强、材料层数及冷热边界温度对多层材料的影响进行试验研究。试验表明在10—60层/cm层密度范围,真空度低于100Pa时,Kn数属于自由分子状态区域和中间压强区域,此时材料的有效热导率随残留气体热适应系数的增大而减小,并随着真空度的降低而增大,当残留气体为空气时,为保证多层材料的绝热性能,应尽量维持真空度不低于10-2Pa。同时,分析表明为有效降低低真空下稀薄气体传热对多层绝热性能的影响,可以采用综合热适应系数较低的气体置换夹层中的空气,以减少低真空多层绝热材料的有效热导率,改善绝热性能。     

热功当量实验中水的终温修正的研究

本文通过对量热器中水的传热过程的理论分析和实验比较,证明应该用牛顿冷却定律修正量热器中水的终温。     

高真空多层绝热低温容器真空丧失的实验研究

突然的、完全的真空丧失是一种可能发生在高真空多层绝热容器上的严重事故。为了保证高真空多层绝热容器的安全使用,真空丧失后的漏热量是进行高真空多层容器设计的一个重要参数。利用一个工业化高真空多层绝热低温量热器,以液氮为介质研究了其真空丧失前以及内筒壁及外筒壁泄露后的传热。结果表明,真空丧失后排放率及漏热量都会急剧增加,但是多层绝热材料仍然起到了一定的保温作用。由于空气中的部分气体在绝热层内部的凝结,导致低温容器外壁泄露后的漏热量远高于内壁泄露后的漏热量。     

低温贮运设备的关键技术及发展趋势展望

低温贮运设备经历堆积绝热、高真空绝热、真空粉末(纤维)绝热和高真空多层绝热四个阶段,形式有低温贮罐、低温运输车、低温铁路罐车和船载低温罐等,目前高真空多层绝热凭借优异的绝热性能被广泛采用。回顾了低温贮运设备的发展历程,对低温贮运设备的抽真空工艺、支撑结构、无损贮存和制造过程质量控制等关键技术进行了阐述并提出了发展方向。对低温贮运设备未来的发展趋势进行了展望。     

电热法测液体比热实验中量热器散热系数的确定

本文从理论和实验的结合上给出了量热器中散热系数的确定方法。     

阻燃型高真空多层绝热材料性能的实验研究

通过实验研究了用于低温储液罐的阻燃型高真空多层材料的绝热性能,得出了该材料的比热流与层数的关系和工程应用时的最佳层数。结合实验数据进行传热分析,表明:玻璃纤维纸和铝箔构成的高真空多层材料中固体导热和层间残余气体导热占主要部分,绝热性能还有改善空间;绝热层瞬态比热流随大气压力和环境温度的变化而成余弦曲线变化;绝热层有蓄热能力。     

电热法测液体比热容实验的改进

分析了电热法测液体比热容实验中误差的主要来源，介绍了一种适用于量热器系统，无论在密闭还是开放条件下，测量液体比热容的新方法。     

应用于低温贮箱的变密度多层绝热传热分析

采用Layer-by-Layer传热模型对真空多层绝热结构中的传热过程进行了分析,根据各项(辐射换热、气体导热、固体导热)换热分布情况,提出4区域不同层密度的多层绝热结构,分析了各区域层密度变化对多层绝热性能的影响,得出一个使总热流最小的层密度,研究了其各项换热规律以及受到热边界温度的影响。     

ITER装置CTB盒冷屏绝热结构初步设计与分析

根据装置系统对CTB盒的绝热性能要求,文章对CTB盒的真空绝热层的选型、搭接处理和真空度保证措施进行了分析和设计,并分别对辐射传热、固体导热、气体导热的表观传热系数,和绝热结构总的热损失进行了数值计算。经初步检验,该绝热结构的设计是可信的,并且其总的热损失能够满足ITER设计文集的要求,为CTB盒内部冷屏的设计和制造提供了可靠的技术参数。     

低温容器高真空多层绝热性能分析

高真空多层绝热性能对于低温容器的应用与安全至关重要。文中依据逐层导热计算模型,对高真空多层绝热低温容器的气体导热、间隔材料的固体导热和反射屏的辐射换热进行了分析计算,给出了多层绝热层中每一层的温度分布情况,气体导热、固体导热及辐射换热所占的比例,换热系数随层数的变化情况,以及真空度对绝热性能的影响,为提高高真空多层绝热性能提供了理论依据。     

Understanding the performance of CMS calorimeter

The performance of the CMS hadron calorimeter is studied using test beam facilities at CERN. Two wedges of brass-scintillator calorimeter are exposed to negative and positive beams with momenta between 3 and 300 GeV/c. Light produced in the scintillators are collected using wavelength shifting fibres and read out using hybrid photodiodes. Each of the wedges has 17 layers of scintillators. In one of these wedges signal from all 17 layers are grouped together while in the other each layer is read out separately. The response, energy resolution, longitudinal and lateral shower profiles are measured. on behalf of the CMS Collaboration     

快速可控降温及纳米薄膜体系用芯片量热仪:综述

本论文主要介绍在过去的5年中,Rostock大学物理研究所发展起来的可控降温,以及升温速度可以达到106K.s-1的薄膜芯片量热仪。许多材料,特别是高分子材料的物理性质通常都强烈地依赖于其热历史,这一量热仪已经成功地用于它们的快速热处理以及同步的热力学量(如热容、焓等)的测量。从而为我们进行亚稳态结构的形成与演化、超快热处理中新的人工材料的制备等问题提供了新的研究手段。此外,由于其非常小的附加热容,该量热仪具有非常高的灵敏性,可用于只有几十纳克的样品的研究。利用交流差分(AC)设计,量热仪的灵敏度提高到几十pico pJ.K-1的量级。从而可以研究受限于厚度仅为几个纳米的高分子薄膜的玻璃化转变过程中热容的变化。本文先讨论要实现快速降温的策略,然后描述该量热仪的传感器的静态和动态热温性质,最后介绍在高分子研究中的几个例子,证实该量热仪在不同测量模式下的应用能力。     

Environmental test of the BGO calorimeterfor DArk Matter Particle Explorer

DArk Matter Particle Explorer (DAMPE) is the first Chinese astronomical satellite, successfully launched on Dec. 17 2015. As the most important payload of DAMPE, the BGO calorimeter contains 308 bismuth germanate crystals, with 616 photomultiplier tubes, one coupled to each end of every crystal. Environmental tests have been carried out to explore the environmental adaptability of the flight model of the BGO calorimeter. In this work we report the results of the vibration tests. During the vibration tests, no visible damage occurred in the mechanical assembly. After random or sinusoidal vibrations, the change of the first order natural frequency of BGO calorimeter during the modal surveys is less than 5%. The shift ratio of Most Probable Value of MIPs changes in cosmic-ray tests are shown, the mean value of which is about -4%. The comparison of results of cosmic-ray tests before and after the vibration shows no significant change in the performance of the BGO calorimeter. All these results suggest that the calorimeter and its structure have passed through the environment tests successfully.     

热交换实验中量热器热损耗的研究

本文对热交换实验中量热器尺寸结构进行分析研究，阐述实验中量热器的最小热损耗只与其设计尺寸有关，而与其它实验值无关。     

复合绝热低温容器真空丧失后抗热冲击分析

真空丧失对低温容器的安全性是一大威胁,可能会造成严重后果。文中通过实验,利用氮气为破空介质,对比了高真空多层绝热结构与真空复合多层绝热结构低温容器在真空丧失情况下的排放率和漏热。结果表明,复合绝热结构在真空破坏时能较好的保护低温容器,大大降低了低温储罐真空丧失后的热冲击。     

基于遗传算法的蒸发冷凝式电量热器优化

本文针对热工综合实验装置中的一重要设备蒸发冷凝式电量热器,以成本最低为目标函数,采用遗传算法对其进行了优化设计,要求在满足换热能力等性能约束和结构约束条件下体积最小,所用材料最省,从而降低其制造费用。为此类换热器的优化设计提供了技术途径。