多层绝热无液氮保护金属实验液氦杜瓦瓶的研制

由我们研制的几种杜瓦瓶表明,将多层绝热结构应用于低温液氦实验杜瓦瓶,代替液氮保护,可以得到良好的效果. 我们研制的口径为φ5120mm、φ150mm、φ200mm,内胆容积分别为10升、27升、38升,用铝箔和玻璃纤维纸作多层绝热结构的液氦实验杜瓦瓶液氦平均蒸发率分别为100毫升/小时、120毫升/小时、180毫升/小时,适于低温实验室推广使用. 另一个口径为φ120mm,内胆容积为10升,用喷铝涤纶薄膜和两个铜屏作多层绝热结构的液氦实验杜瓦瓶已使用六年,液氦蒸发率小于200毫升/小时.在该杜瓦瓶夹层中放有八个铜-康铜热偶温度计,提供了有关屏温分布的参考数据.     

高温超导磁悬浮环形杜瓦的漏热分析

对高温超导磁悬浮环形杜瓦进行了漏热分析。在杜瓦内部采用真空多层绝热结构,并在整个外表面包裹了玻璃微纤维深冷绝热纸,工艺简单,绝热效果良好。通过传热学理论分析和计算,得到杜瓦的漏热量及液氮的损耗量。结果表明,固体传导漏热为主要的漏热来源,液氮维持的时间能达到技术要求的10小时,整个杜瓦装置的绝热性能良好。     

玻璃钢低温容器

目前广泛采用的实验及储运液化气体的低温容器玻璃的和金属的不能满足某些特殊需要,为此,我们试制成功了环氧玻璃钢液氮杜瓦容器,用以贮存液氢也取得较为满意的结果.经过一年来的实际应用,证明该75立升玻璃钢液氮杜瓦容器性能良好. 采用玻璃钢作为杜瓦容器的材料,不仅克服了玻璃杜瓦瓶脆弱、易碎的缺点,而且具有金属材料无可比拟的优点:玻璃钢是一种优良的电气绝缘材料,它不受电磁的作用,不反射无线电波且微波透过性能良好;它的导热系数小,因而它不但在低温下产生的热应力 要比金属小的多,而且可以大大减小低温设备的固体 漏热;它的比重小(…     

大型液氦杜瓦结构设计与漏热分析

为了维持较低的液氦蒸发率,对液氦杜瓦的整体结构设计及漏热要求极高。本文建立了以蒸发冷氦气作为冷屏冷源的杜瓦的结构强度设计以及绝热系统设计方法,利用三维软件建模、仿真软件进行热传导、热固耦合仿真分析,对液氦杜瓦的结构强度、漏热进行了系统分析,实现了容积为4 000 L时漏热为1.37 W、日蒸发率为1.15%气冷屏结构的液氦杜瓦,为蒸发氦气为冷屏的大型液氦杜瓦提供了设计思路。     

μ子源超导俘获线圈测试杜瓦设计与校核

根据高μ子源超导俘获线圈整体测试系统的要求,设计了μ子源超导俘获线圈测试杜瓦系统.包含液氦杜瓦、真空杜瓦及绝热冷屏,采用Solidworks软件对测试杜瓦系统进行3D建模.通过对绝热冷屏统进行了详细的传热学计算,绝热冷屏的可以满足μ子源超导俘获线圈测试过程的漏热需求;根据μ子源超导俘获线圈测试实际工况,对真空杜瓦和液氦杜瓦进行了Ansys有限元软件分析与校核,得到杜瓦详细的应力及变形结果,分析表明,测试杜瓦的设计较为合理,可以作为工程设计的理论计算依据     

获得1K级低温及其热分析

本文报道由液氦(~4Hc)获得1K级低温的减压降温装置技术及其热分析.实验结果已达到1.17 K.测量了实验杜瓦的轴向温度分布.已用于超流氦温度下复合材料导热系数的实验研究和氦λ点温度以下温度计的标定.     

应力对铌钛超导线临界电流的影响

近年来,随着超导体在大型装置中越来越多的应用,以及对于超导体”退化”和“锻炼”问题的深入研究,广泛开展了超导体应力效应的研究.我们建立了一个简单的装置,来研究应力对铌钛(50 wt％)单芯线临界电流的影响. 实验装置简图见图1.实验杜瓦4为在存有液氦情况下可更换样品的玻璃杜瓦.背     

用于超导电抗器的玻璃钢杜瓦概念设计与分析

玻璃钢杜瓦是超导电抗器中的关键部件,为高温超导线圈提供所需的低温工作环境。分析了玻璃钢杜瓦对于超导电抗器的必要性;进行了玻璃钢杜瓦的概念设计,并对玻璃钢杜瓦进行了力学分析及传热分析,结果表明玻璃钢杜瓦的强度和静态低温热负荷满足设计要求。     

磁光实验用液氦杜瓦瓶

一、引 言 近年来晶体中磁光效应的研究,特别是半导体中磁光效应的实验研究有了很大的发展,它已成为研究晶体中能带结构的重要实验方法之一.为进行窄禁带半导体磁光效应的研究,我们研制了专用的液氦杜瓦瓶.本文简要介绍液氦杜瓦瓶的结构和主要性能. 二、结 构 液氦杜瓦瓶的结构     

红外冷光学用杜瓦静态真空维持及其漏热机理分析

介绍了所研制的红外冷光学真空系统,并对红外冷光学真空杜瓦进行了静态真空维持试验。结果表明,静态真空维持4 h后,未烘烤除气的杜瓦内部真空度由8.6 E-3 Pa回升至12.5 Pa,光学镜组最大温升为17℃;经100℃烘烤除气48 h的杜瓦内部真空度由4.1 E-3 Pa回升至2.5 Pa,光学镜组最大温升为14.9℃;经100℃烘烤除气120 h的杜瓦内部真空度由3.0 E-3 Pa回升至1.5 Pa,光学镜组最大温升为14.7℃。通过分析杜瓦漏热机理,可知杜瓦内部材料出气是导致静态真空维持能力下降、杜瓦漏热增加的根本原因。     

BEPCⅡ超导腔垂直测试杜瓦的漏热分析与实验研究

北京正负电子对撞机重大改造工程(简称BEPCⅡ)采用了超导射频技术,超导腔设备在与低温恒温器总装之前,必须进行液氦温度下垂直位置的性能测试.测试杜瓦的绝热性能对超导腔的垂直测试性能产生直接影响,准确测算测试杜瓦的漏热量对垂直测试方案的制定、减少液氦消耗量具有重要的指导意义.对测试杜瓦的主要漏热部分进行了计算,同时以液氮...     

40T混合磁体杜瓦平台结构设计及性能分析

根据40T稳态混合磁体实验装置对试验杜瓦平台的要求,设计了40T混合磁体外真空杜瓦机械结构,采用ANSYS对杜瓦结构进行了稳定性分析和结构优化,最后用激光跟踪仪进行了测量.ANSYS数值模拟结果和激光跟踪仪测量实际数据对比分析,实际测量的最大变形在理论计算范围以内.     

大冷量气体轴承斯特林制冷机与杜瓦耦合漏热分析

对大冷量气体轴承斯特林制冷机及其与杜瓦耦合方式进行了论述,对插拔式杜瓦耦合漏热损失进行了理论计算及试验分析,结果表明,插拔式杜瓦耦合损失为76.1%,制冷量仅有2 W@80 K。经分析可知,制冷机冷指与杜瓦内胆之间产生的环隙漏热是影响耦合性能的主要因素,通过对环隙采用真空密封方式和减小环隙引起的漏热损失,耦合损失降至16.5%,制冷量提升至7 W@80 K。该耦合方式简单可靠,易于操作,满足制冷机可拆卸更换和维修的工程化需求。     

CFETR杜瓦冷屏初步设计与热分析

选择304LN 不锈钢作为冷屏的制作材料,将杜瓦冷屏分为16 个扇区,每个扇区由20 个子部分组成,在每一个子部分上布置相应的冷却管。选择液氦作为冷却剂。为检验杜瓦冷屏结构是否符合设计要求,分析了杜瓦冷屏的传热方式以及冷却原理,利用FLUENT 软件对设计的冷屏结构进行了热分析,得到了杜瓦冷屏面板的温度分布情况以及冷却管道进出口压力差。结果表明,杜瓦冷屏面板温度和冷却管道进出口压力差在合理范围内,验证了冷却管道布局的合理性,为后续杜瓦冷屏的设计提供了重要参考。     

一种HgCdTe探测器微型杜瓦的设计和工艺研究

介绍一种用于冷却HgCdTe探测器微型制冷杜瓦组件,该组件由旋转马达驱动型斯特林制冷机冷却,杜瓦采用插入式结构,制冷机与杜瓦之间用耦合单元来传递冷量。设计中的关键技术是尽可能减少漏热损失、高效传递冷量以降低斯特林制冷机的热负荷,同时为了达到长期保持杜瓦内真空度的要求,制造过程中还需要进行一系列的工艺处理。本文重点介绍插入式杜瓦用于冷却HgCdTe探测器芯片的结构设计以及工艺解决方案。     

超导接收机静态真空保持设计及分析

超导接收机的真空寿命决定着整个系统的性能指标和可靠性,杜瓦的长寿命高真空保持至关重要,超导接收机的杜瓦相对于红外杜瓦及大型的低温接收机杜瓦有许多新的不同和难点。本文介绍了在小型超导接收机杜瓦真空设计以及工艺过程方面的一些经验做法,包括杜瓦内部材料选型、材料清洗及预排气处理、焊接及排气过程控制等方面的设计要求,通过实验数据分析估算了杜瓦真空寿命时间,能够满足工程使用要求。     

小型金属杜瓦瓶电磁屏蔽性能的初步测量

本文介绍了一种小型金属氦杜瓦瓶电磁屏蔽性能的初步实验结果。这种小型杜瓦可贮存液氦4升,维持时间约24小时.它具有电屏蔽作用,具有较好的抗电干扰能力.对50Hz和50Hz以上频率的交流磁场亦有一定的屏蔽效果.它比较适用于约瑟夫逊器件及小型超导器件的液氦实验.     

45 kVA单相高温超导变压器交流损耗特性研究

本文研究以多芯不锈钢加强Bi2223/Ag带材绕制的45 kVA单相高温超导变压器的交流损耗特性.变压器绕组置于具有室温孔径的环形玻璃钢杜瓦内,铁芯穿过杜瓦室温孔径以保证铁芯与绕组分离并工作于室温环境.在77 K和工频下,基于Bean模型和绕组中的磁场分布计算了绕组的交流损耗,计算结果与传统电测法和热测法测量的变压器交流损耗结果一致;表明在77K绕组中交流损耗以磁滞损耗为主,涡流损耗和耦合损耗可以忽略不计.     

传导冷却磁分离用高温超导磁体的杜瓦设计

随着环境污染的加重,具有高梯度磁场的高温超导磁分离系统作为一种新型高效便捷的污水处理系统得到发展和应用.本文主要介绍了制冷机传导冷却高温超导磁体的便于装卸杜瓦的设计,利用ANSYS软件分析了杜瓦的应力和形变,分析了漏热、温度分布和对磁体的冷却情况,使高温超导磁体在磁分离系统中满足要求并保持正常运行.     

集成微型杜瓦的研制

随着红外技术的迅速发展和广泛应用,为红外探测器提供低温环境的杜瓦和制冷机技术也有了较大的进展,出现了杜瓦和斯特林制冷机集成体,即IDCA组件。它是将微型杜瓦与斯特林制冷机集成一体,制冷机的冷指与杜瓦的芯柱合二为一,消除了杜瓦芯柱的热传导及制冷机与杜瓦冷头之间的温差,较大程度地降低了系统的能耗,减轻了制冷机重量,使系统结构更紧凑。文中介绍了红外PtSi256×256CCD用0.5W微型IDCA组件中集成微型杜瓦的结构特点和一些实验结果。