CSNS低温氢循环系统的流程方案选择

本文分析了几种典型中子源低温氢系统的流程,结合各自的特点,重点讨论了三种氢循环方式,并对比了三种循环模式的优缺点。针对拟建设的中国散裂中子源(CSNS)低温系统,建议采用超临界氢循环,并在此基础上提出CSNS超临界氢循环低温系统的流程设计方案,为后续各项工作的开展提供理论基础。     

一种获得低温的制冷技术及其应用

本文介绍一种获得低温的制冷技术－Ｇ－Ｍ循环制冷机的工作原理及其热力学循环过程，以及循环过程中的温度特性，并介绍了Ｇ－Ｍ循环制冷机的应用。     

应用于低温领域的双温复叠式制冷循环

双温复叠式制冷循环可以用于低温领域中需要提供两个不同制冷温度的场合。首先介绍了双温复叠式制冷循环的原理和组成,然后建立了双温复叠式制冷循环的热力学模型,通过热力计算分析了冷凝温度、低温部分蒸发温度、蒸发冷凝器传热温差、流经高低温蒸发器质量流量比、过热度和过冷度对该循环性能的影响。     

开式循环热声制冷

早在１００多年前，欧洲的吹玻璃工匠就发现了由温度梯度驱动的声振荡现象．随着液Ｈｅ在科学实验中的广泛应用，人们又发现，当一段上端封闭、下端开口的不锈钢管插入到液Ｈｅ杜瓦瓶内时，也会有气柱的纵向振荡被激发，即所谓热声振荡．对热声现象的定性解释最早（１２０...     

以理想费米气体为工质的量子制冷循环

本文基于理想费米气体的状态方程，分析了以理想费米气体为工质的量子Ericsson制冷循环中的回热特征，推导出其制冷循环的制冷系数表达式。并在高温和低温条件下对制冷系数进行了讨论。这将对低温制冷机的研究提供理论依据。     

谐振子量子制冷循环

本文基于量子主方程和半群方法,分析了以谐振子系统为工质的量子制冷循环中的回热特征及时间演化公式,推导出制冷系数、制冷率和输入功率的一般表达式,在高温极限下详细推导出它们的具体优化特征.这里所获得的结论可以与经典制冷循环的结论进行比较,发现有许多类似之处.     

氮低温制冷循环系统在大科学装置中的应用与发展

大科学装置中低温设备的氮低温冷量需要日益快速增长,为减少能耗和保障装置的长期稳定运行,基于大科学装置氮低温系统运行需求,介绍了氮低温制冷循环系统在国内外大科学装置中的应用情况,总结了目前大科学装置中应用氮低温制冷循环系统的研究现状,并探讨以氮制冷机为核心的氮低温制冷循环系统在未来大科学装置中发展方向。     

一种四级自动复叠制冷循环的试验研究

提出了一种四级自动复叠制冷循环,搭建相应的试验装置,选取合理的混合工质及配比并成功制取了-140℃的低温。测量系统各级节流后的温度特性,并进行分析,指出混合工质配比对蒸发温度的影响。     

高技术用混合气体节制冷循环

高技术用混合气体节制冷循环吴沛宜，许名尧（西安交通大学动力系西安７１００４９）关键词：技术，气体，制冷循环。ＴＨＥＴＨＲＯＴＴＬＩＮＧＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮＣＹＣＬＥＳＵＳＩＮＧＭＩＸＩＮＧＧＡＳＥＳＵＳＥＤＩＮＨＩＧＨＴＥＣＨＮＩＱＵＥ￥ＷｕＰ...     

极低温制冷技术的发展与应用

近年来,空间探测和凝聚态物理等领域对极低温制冷技术(1K)的潜在需求越来越大。本文总结了绝热去磁制冷、稀释制冷与吸附制冷三种目前主要制冷方法的原理与优缺点,回顾了三类制冷技术的发展历程与应用现状,提出了绝热去磁制冷、稀释制冷与吸附制冷技术未来的发展趋势与研究重点。     

Parametric optimum analysis of an irreversible Ericsson cryogenic refrigeration cycle working with an ideal Fermi gas

An irreversible model of an Ericsson cryogenic refrigeration cycle working with an ideal Fermi gas is established, which is composed of two isothermal and two isobaric processes. The influence of both the quantum degeneracy and the finite-rate heat transfer between the working fluid and the heat reservoirs on the performance of the cycle is investigated, based on the theory of statistical mechanics and thermodynamic properties of an ideal Fermi gas. The inherent regeneration losses of the cycle are analyzed. Expressions for several important performance parameters such as the coefficient of performance, cooling rate and power input are derived. By using numerical solutions, the cooling rate of the cycle is optimized for a given power input. The maximum cooling rate and the corresponding parameters are calculated numerically. The optimal regions of the coefficient of performance and power input are determined. Especially, the optimal performance of the cycle in the strong and weak gas degeneracy cases and the high temperature limit is discussed in detail. The analytic expressions of some optimized parameters are derived. Some optimum criteria are given. The distinctions and connections between the Ericsson refrigeration cycles working with the Fermi and classical gases are revealed.      

吸收式制冷循环系统的热力学分析

从热力学观点讨论了工作温度对于制冷循环系统性能的影响。分析了与循环时间有关的温度效率和熵产数。对于一个相对较短的循环时间,吸收/解吸收热量转换器的温度效率在200秒后可以达到92%。熵产数Ns由在一个循环系统内生成的不可逆性参数和热量转换器流体有效性参数之间的比率决定。结果显示,在使用一个30℃冷源的情况下高级吸收式循环系统的熵产数Ns在热水温度是45℃至55℃之间时是相对较小的,而对于传统循环,在使用相同冷源温度的情况下,热水温度在65℃到75℃之间时,Ns是相对较小的。     

直冷电冰箱制冷循环分析

分析了直冷电冰箱单路、双路、多路循环及双机、双级制冷循环,进行了系统匹配性、市场占有率、成本及其COP值比较。针对双路循环存在的频繁开停机现象,提出了完善控制方式及采用双稳态电磁阀的变温技术。变温室蒸发器与冷冻室蒸发器串联,其前串联双稳态电磁阀2,并在变温室蒸发器上并联双稳态电磁阀1,据变温室温度设定改变双稳态电磁阀通断实现两个循环支路交替制冷。冷藏室温度控制压缩机启停,变温室温度仅控制双稳态电磁阀通断,实现切换制冷剂流向目的。应用该循环方式及相关措施研制的BCD-188CH直冷电冰箱最大负荷日耗电0.38度,变温情况下耗电在0.35度以下,最低达0.31度。     

基于逆布雷顿循环低温氦透平膨胀机测试平台研制

为了解决EAST低温系统中氦透平膨胀机不稳定性问题和开发新的国产氦透平膨胀机,中科院等离子体物理研究所低温工程研究室研制了低温氦透平膨胀机逆布雷顿循环氦制冷机测试平台,试验平台可以对多种结构类型的低温氦透平膨胀机进行测试,运行效果良好。     

低温储罐气相空间漏热的理论研究

低温液体在储罐内的无损储存时间是低温储运过程中非常值得关心的一个问题,而漏热量的准确确定是预测无损储存时间的关键因素。使用了大空间自然对流换热模型,对气相空间的漏热进行了研究,在此基础上,提出新的无量纲数G l。并在总结分析的基础上给出了适合工程应用的气相漏热计算公式和气相漏热实用估算表。     

Review of proton conductors for hydrogen separation

There is a global push to develop a range of hydrogen technologies for timely adoption of the hydrogen economy. This is critical in view of the depleting oil reserves and looming transport fuel shortage, global warming, and increasing pollution. Molecular hydrogen (H₂) can be generated by a number of renewable and fossil-fuel-based resources. However, given the high cost of H₂ generation by renewable energy at this stage, fossil or carbon fuels are likely to meet the short- to medium-term demand for hydrogen. In view of this, effective technologies are required for the separation of H₂ from a gas feed (by-products of coal or bio-mass gasification plants, or gases from fossil fuel partial oxidation or reforming) consisting mainly of H₂ and CO₂ with small quantities of other gases such as CH₄, CO, H₂O, and traces of sulphur compounds. Several technologies are under development for hydrogen separation. One such technology is based on ion transport membranes, which conduct protons or both protons and electrons. Although these materials have been considered for other applications, such as gas sensors, fuel cells and water electrolysis, the interest in their use as gas separation membranes has developed only recently. In this paper, various classes of proton-conducting materials have been reviewed with specific emphasis on their potential use as H₂ separation membranes in the industrial processes of coal gasification, natural gas reforming, methanol reforming and the water–gas shift (WGS) reaction. Key material requirements for their use in these applications have been discussed.     

CH_4/N_2混合气体在CMS上的低温吸附分离实验研究

将煤层气液化后运往终端市场是一种十分有效的利用方式。与常规天然气不同,抽放煤层气含氮量高,采用有效的方式实现CH4/N2分离是煤层气液化流程中重要的环节。吸附分离是提高煤层气中甲烷浓度的可行方法。为了与低温液化过程紧密结合,探讨在低温下实现CH4/N2吸附分离的可行性,文中对CH4/N2在碳分子筛(CMS)上的低温分离特性进行了实验研究,并与常温下的实验结果进行了对比。实验结果表明,低温下CH4/N2吸附分离的特性与常温下有明显差别。     

不可逆费米奥托制冷循环性能分析

基于回热式不可逆奥托制冷循环和理想费米气体的状态方程,导出以费米气体为工质的奥托制冷循环的输入功、制冷量、制冷系数等重要性能参数的表达式,以此讨论费米气体的量子简并性、回热及内不可逆性对循环性能的影响,给出以理想费米气体为工质的回热式不可逆奥托制冷循环的性能特征。所得结果有助于进一步了解经典气体奥托制冷循环与量子气体奥托制冷循环的区别和联系。     

靶材料杂质影响新谱线产生的实验验证

 为了验证氢气放电源打靶产生的新谱线不是靶杂质的特征谱线,完成了5项检验实验。其中屏蔽实验和强电子辐照靶的实验证实了新谱线不是来自放电室中的杂质形成的;靶的打磨实验表明靶表面的污染杂质也不能产生新谱线,形成共振峰的实验和新谱线强度随放电电压变化规律的实验结果都证明靶的总杂质不影响新谱线的测量。