改进型热管炉设计

在使用金属蒸气产生四波混频的实验中,为满足位相匹配要求,保持金属蒸气分压与缓冲气体分压间的固定比例,普通的热管炉已经发展成同心热管炉[1,2].同心热管炉工作时,其外管处于热管工作状态,成为一个具有完全确定温度的等温加热器,加热内管,使处于非热营工作状态(金属蒸气压小于原来所充的缓冲气体的压强)的内管金属蒸气分压是恒定的.如果缓冲气体的压强恒定,那么加热区中缓冲气体的分压也恒定,都不再受电源加热功率波动的影响.这对于要求位相匹配条件的四波混频实验是非常必要的.但是,这种同心热管炉的内外管蒸气柱的最后长度由总的平衡功…     

Ar气对~(39)K_2分子C~1Ⅱ_u→X~1∑_g~+LIF光谱的碰撞猝灭效应

实验测量了缓冲气体Ar气对~(39)K_2分子C~1Π_u(v′=O,J′=53)→X~1∑_g~+(v″=5,6,J″=52,54)LIF光谱的碰撞猝灭效应.用稳态碰撞模型推导出LIF光谱强度I对气体压强P=P_(Ar)+P_K的函数关系.用上述模型拟合出的I-P曲线和实验数据的符合,对拟合所得参数C_1的进一步分析指出:热管炉后向探测LIF光谱方法比非增益荧光探测法的灵敏度可提高2倍以上.     

原子吸收光谱对碱金属原子蒸气密度与压强的测量方法

利用SERF原子自旋效应能够实现高灵敏度的磁场测量,碱金属原子密度与缓冲气体压强是敏感表头碱金属气室的重要参数,需要精确地测量。提出一种应用原子吸收光谱对碱金属蒸气的原子密度与压强测量方法,通过扫描碱金属原子的吸收光谱,进行Lorentz线型拟合,经解算同时得到原子密度和压强,一次实验获得两个物理量。由于多普勒展宽和压力展宽主要受到碱金属气室温度和缓冲气体压强的影响,从这两个方面进行了仿真分析。结果表明,充入2 amg缓冲气体时,313～513 K温度范围内的Lorentz线型与Voigt线型计算的光子吸收截面积峰值的理论误差始终小于0.015%;缓冲气体压强高于0.6 amg(393 K)时,其峰值误差小于0.1%,表明该条件下多普勒展宽对吸收光谱的影响可以忽略,可用Lorentz线型拟合原子的吸收谱线。最后分析了该方法能够获得的理论分辨率以及激光器的功率波动、波长波动和气室温度波动对测量精度的影响,得出同等条件下温度波动的影响比其他两个因素高1~2个数量级。     

钠双原子分子b~3Σ_g~ —x~3Σ_u~ 跃迁激光振荡探索及几个新谱区观察

本文报道了随金属蒸气热管炉中填充气体气压变化,Na_2b~3∑_g~ —x~3∑_u~ 跃迁的不同行为.测量了小信号增益系数,实验证明了该跃迁实现激光振荡的可能,谐振腔效应预示着该谱区内的激光作用.本文还报道了0.78um附近的新的光谱区.     

高对比度透射光谱中碰撞增强的Hanle共振

在高对比度透射光谱中观察到线宽18mG(FWHM)钠原子基态中碰撞增强的Hanle共振.此共振的线宽仍表现出Dicke变窄效应,但信号的强度却随着缓冲气体压强急剧地增加.     

激发光线宽对原子光致漂移速率的影响

在光致漂移效应的研究中,激发光线宽会改变原子激发的速度选择性,进而影响漂移速率的大小.本文以原子光致漂移速率方程理论为基础,利用强碰撞模型描述原子与缓冲气体的碰撞作用,运用数值方法对速率方程进行求解计算,研究了激发光线宽对原子漂移速率的影响.研究结果表明,其他条件相同时,随着线宽的增大,漂移速率的值呈现先增大后减小的趋势.存在一个最佳的激发光线宽,使得原子的漂移速率达到最大值.最佳线宽与激发光功率密度、温度和缓冲气体压强有关.为了获得最佳的光致漂移效果,激发光应工作在最佳线宽条件下.当激发光线宽在最佳线宽附近波动时,设置激发光线宽略大于最佳线宽可减少线宽波动对漂移速率的影响,对获得较大漂移速率更为有利.     

低弯头数液氢温区脉动热管的实验研究

为了研究液氢温区脉动热管在冷却Mg B2超导磁体方面的可行性,利用浙江大学制冷与低温研究所现有的实验平台,进一步开展了液氢温区脉动热管的实验研究。在低弯头数(N=2)下,充液率55.8%的脉动热管在加热功率0.1W时可以启动;随着加热功率增大,经历了启动、脉动、极限三个阶段,启动阶段脉动热管传热温差波动很大、传热性能差,而脉动阶段脉动热管传热温差很小、传热性能好。在加热功率0.6W、充液率27.8%时,脉动热管具有最大的传热系数68k W/(m·K),此时蒸发段和冷凝段的温差为0.29K。     

高超声速飞行器热管冷却前缘结构一体化建模分析

针对高超声速飞行器工作时前缘恶劣的气动加热环境, 为了保证飞行器前缘的尖锐外形, 提出内嵌高温热管前缘结构. 针对热管内部复杂流动与换热情况, 对内嵌高温热管前缘结构进行一体化建模, 将模型的核心部件液态金属热管工作状况的计算与实验进行对比以验证模型的可靠性. 本文还分析了给定工况下内嵌高温热管前缘结构的热防护效果, 其中壁面最高温度下降了11.6%, 最低温度上升了8%, 高温区和低温区均被封闭在前缘外层区域, 内层温度更加均匀, 实现了热流由高温区向低温区的转移, 削弱了高温区的热负荷. 本文还分析了接触热阻对热管冷却前缘结构效果的影响. 关键词： 热管 前缘 疏导式热防护 气动热     

磁流体平板热管热性能的实验研究

本文介绍了一种无毛细吸液芯的碟形平板热管,其内部蒸汽腔高度仅为1 mm,用磁流体作工质,并对其性能进行了实验研究.研究了加热功率、充液率、安置方式等因素对磁流体平板热管性能的影响,并将之与工质为水时的结果进行了比较,证明水工质热管不能正常工作的情况下,磁流体平板热管在外加磁场作用下仍能克服重力的作用而表现出良好的均热性能.     

基于直接吸收光谱测量气体的压强

基于直接吸收光谱技术测量了气体压强.通过控制炉内气体的温度和压力,分别在温度为600K,700K,800K,900K条件下,测得不同设定点的压强,并与压力传感器的测量结果进行对比与分析.结果表明:实验测量值与压力传感器测量值具有良好的一致性,在压强设定点为2.5×104 Pa处有最大相对偏差7%,在压强点5.8×104 Pa处有最小相对偏差1.1%,平均相对偏差为3.1%.     

气体压强对塞曼激光陀螺偏频特性的影响研究

就气体压强对激光陀螺偏频特性影响进行了理论与实验研究.理论推导发现,激光陀螺内部的He-Ne气体压强对其偏频量有重要影响.He-Ne气体比率一定时,偏频量与其内部压强成线性关系.在不同气压下对激光陀螺偏频量与压强的关系进行了实验验证,实验结果与典型参量下的理论结果吻合得较好；给出了不同比率下激光陀螺偏频量与其压强的关系曲线.     

自加热式铜蒸气激光器的热气体透镜研究

本文分析了自加热式铜蒸气激光器放电管内的热气体透镜效应,并指出不同的铜蒸气激光器在稳定工作时可能等效为正透镜,也可能等效为负透镜。在实验部分,本文给出了热气体透镜焦距与输入功率、缓冲气体压强的关系,描绘了热气体透镜从负透镜变化到正透镜的动态过程。     

对气体导电性演示实验的改进

中师物理第二册第六章中的气体导电性演示实验,如下图所示:用火焰加热两金属球间空气时,带正电和带负电的两个验电器都很快放电,用此实验来证明,给气体加热导电性增加。按书上的要求进行实验,往往不易成功,我对此实验进行了改进。     

低温热管传热性能的实验研究

热管是一种高效的传热元件,低温热管可望在超导磁体冷却、空间探索方面获得广泛应用.本文对热虹吸管的传热特性进行了实验研究.研究结果表明,在同样加热功率的条件下,与相同形状和尺寸的紫铜导热棒相比,在加热功率较高的条件下,低温热管的传热性能远远优于紫铜棒的传热性能,完全能够满足超导磁体的冷却要求.     

使用阿基米德定律计算气体浮力与“气体分子运动论”的结论相矛盾吗?──学习分子物理学的一点体会

根据阿基米德定律,处于气体中的物体所受浮力等于该物体所排开气体的重量.即: 式中,是气体密度,g是重力加速度,V是物体所排开气体的体积. 我们知道,流体产生浮力的原因是由于在流体内部不同深度处的压强不同,从而对放人其中的物体的上下表面施以不同的压力,形成了压力差的缘故.要是某种流体的内部压强处处相等的话,这种流体是不会产生浮力的. 又根据气体分子运动论,气体内部压强为 式中,n为单位体积的分子数,k为玻尔兹曼常数,T为绝对温度,m为一个分子的质量.据此式,在一定温度下,如果气体的密度均匀,则其内部压强为一定值,处处相等,不会形…     

钡准分子光谱及其对钡原子跃迁线之贡献

用染料激光对热管炉中Ba蒸气进行研究时,在4200～4340A波长范围内,发现一宽带结构及一系列Ba原子的非基态能级产生的跃迁线,用Ba_2准分子的解离对可能产生跃迁的动力学过程做了分析,此宽带结构被归结为Ba_2准分子峰.     

差分光学吸收光谱法在线监测烟气中SO2浓度的非线性补偿研究

差分光学吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气中污染气体SO2浓度较高将产生非线性吸收问题.提出了一种非线性补偿方法,即将实际浓度所对应的气体分压与反演结果所对应的气体分压之比与反演结果之间的对应关系拟合成补偿函数,利用此补偿函数对反演结果进行非线性补偿.实验结果表明:该补偿方法能较好地减低高浓度气体非线性吸收产生的影响,可提高气体浓度反演精度.     

怎样说明露点时的饱和蒸汽压便是另一较高温度时的未饱和汽压,以及露点时的水汽密度何以等于较高温度时的未饱和汽密度。

答:在任何温度下,液体都会蒸发。每秒钟从液体表面蒸发出来的分子数,取决于液体分子间的作用力,又取决于分子的运动速度,也即是液体的温度。在一定温度下,液体中的分子克服了它附近分子的吸引力,每秒钟脱离液体的表面而飞到周围的空间去的分子数目是一个常数,当从液体中飞出的分子数与回到液体中的分子数相等,这时蒸汽和液体就达到平衡,这种与液体平衡的蒸汽叫做饱和蒸汽,所表现的压强称为饱和蒸汽压或蒸汽压。在液体加热的时候,液体分子的运动速度增大,因而在单位时间内从液体表面飞出的分子数较前增多,于是饱和蒸汽的密度增大,其压强也将显著增大。蒸汽分子作用于容器壁所表现的压     

T型正交三支路轴向槽道热管性能实验研究

基于空间光学相机应用需求,提出了用接头将多根轴向槽道热管进行连接组成多支路轴向槽道热管的应用思路。通过实验研究了单接头T型正交三支路轴向槽道热管的性能,测试了在单一支路制冷,另外2支路单独加热及同时加热时不同加热功率条件下该热管的瞬态热响应启动性能和等温性能,并计算了不同条件下的当量导热系数和总热阻。实验结果表明:本文T型正交三支路轴向槽道热管,对其任一支路进行制冷,另外2支路单独加热以及同时加热时,在实验功率范围内热管都具有较好的瞬态热响应启动特性,启动稳定时间约400 s;当量导热系数为铝合金的340～1029.9倍,具有热管良好的高效传热特性;且在不同使用条件下,热管蒸发段与绝热段的等温性都较好,但包括冷凝段在内的整体等温性则存在差异。相比较而言,无论单支路加热还是双支路加热,垂直支路制冷条件都优于水平支路制冷条件。本文实验结果验证了用接头将多根轴向槽道热管进行连接组成多支路轴向槽道热管应用的可行性,且通过实验数据总结的一些规律对多支路轴向槽道热管的工程设计具有一定指导意义。     

大气环境条件下波长调制光谱无标测量的压强修正

可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)由于其高灵敏度、高选择性等优势广泛用于痕量气体检测领域。然而其测量结果容易受到目标气体压力波动的影响,特别是在大气环境下尤为明显,现有方法多为在现场安装压力传感器,对测量结果进行校正。提出了一种无需压力传感装置的气体浓度修正方法。选取碰撞展宽占主导地位的气体吸收谱线,分别建立谱线展宽与波长调制光谱一次谐波(WMS-1f)信号的峰谷值间距和二次谐波(WMS-2f)过零点间距的解析表达式,通过测量一次谐波峰谷值间距或二次谐波过零点间距直接得到被测气体压强,进而利用波长调制光谱一次谐波归一化的二次谐波(WMS-2f/1f)技术补偿测量环境中压力波动对气体浓度测量结果的影响。实验以浓度为1 980 mg·m~(-3)的CO_2为目标气体,选取其位于4 989.97 cm~(-1)的吸收作为目标谱线,在大气压附近进行不同调制深度的变压力测量实验,通过实验分析了压强变化对二氧化碳吸收谱线谐波信号的影响,利用一次谐波峰谷值间距和二次谐波过零点间距分别反演了气体压强,并与气体压强传感器测得的压强数据进行对比,压强偏差在1%以内,验证了通过谐波间距解析表达式计算压强的正确性及通过测量谐波间距对浓度补偿的可行性。最后利用WMS-2f/1f技术和通过谐波间距测得的压强数据对气体浓度进行压强补偿修正,结果表明通过测量谐波间距修正后的浓度与通过高精度压力表补偿后浓度相比误差小于2%,与通过谐波间距推导得出的压力不确定度(小于2%)一致,验证了该方法的可行性和有效性,进一步提高了TDLAS技术在压强波动较大环境下进行气体浓度检测的测量精度。利用谐波间距对气体浓度补偿的方法无需额外的气体压力传感器,简单易行,特别适合于大气环境中气体成分的高灵敏高精度开放光路遥测,也可用于气体浓度和压强的同时测量。