脉管制冷用于低温超导磁体冷却的可行性分析

采用制冷机直接冷却的低温超导磁体系统与传统液氮冷却方式相比，具有轻便紧凑、运行简单、维护方便、可长时间连续运行等优点；而脉管制冷由于冷端无运动部件，与传统的G-M制冷机相比，具有结构简单、运行可靠、振动小等优点．本文结合我们在液氮温区脉管制冷方面的技术，从漏热和经济性两方面探讨了将脉管制冷直接用于冷却一个5特斯拉NbTi低温超导磁体的可行性，为后期系统的搭建奠定基础．     

脉管制冷用于低温超导磁体冷却的可行性分析

采用制冷机直接冷却的低温超导磁体系统与传统液氦冷却方式相比,具有轻便紧凑、运行简单、维护方便、可长时间连续运行等优点;而脉管制冷由于冷端无运动部件,与传统的G-M制冷机相比,具有结构简单、运行可靠、振动小等优点.本文结合我们在液氦温区脉管制冷方面的技术,从漏热和经济性两方面探讨了将脉管制冷直接用于冷却一个5特斯拉NbTi低温超导磁体的可行性,为后期系统的搭建奠定基础.     

超导可控电抗器低温系统冷却管道设计

35k V超导可控电抗器工作在70K温区和交流工况下时,由于交流损耗和杜瓦漏热等因素影响,超导双饼端部及杜瓦内壁会产生温升,引起局部失超。文中对超导可控电抗器使用低温过冷液氮冷却进行了分析,调节冷却液流量,改变冷却管道分布和冷却液入口温度,进行了冷却效果的对比分析。仿真结果表明,增大冷却液流量、均匀分布冷却管道和降低冷却液入口温度能够降低杜瓦内温升。     

低温脉管制冷机理的热力学分析

一、历史的回顾 六十年代美国Gifford利用对一根细长圆管间断充放气时管内出现气体分层现象,首先获得脉管制冷法专利。脉管制冷结构简单,无低温下运动部件,作为高技术中光电传感器的冷源特别有吸引力。可     

制冷机冷却型小型超导强磁场系统的研制

介绍了一套制冷机冷却型小型超导强磁场系统。超导磁体线圈用铌钛超导线绕制,室温孔直径为75mm,磁场中心Φ25mm×250mm区域内最高场强达到3.64T,磁场不均匀性小于3%。在2.62T场强下连续闭环运行了20天,电流衰减率近似为零。采用4K级低温制冷机冷却防辐射冷屏,液氦蒸发率小于0.03升/小时,系统一次可注入液氦50升,补液周期大于60天。     

脉管制冷-90℃ 低温冰箱研究

基于真空绝热板(VIP)超低热导率的优点,开展了-90℃低温冰箱的设计和实验研究.分析了同轴型脉管制冷机的结构特点和制冷性能属性,研究了VIP和聚氨酯发泡层组成复合绝热层结构以及低温冰箱箱体的漏热损失计算方法,实验验证了容积为27.6L的低温冰箱良好的制冷效果和保温性能,在135 W的电功输入下可提供-90℃的低温环境.该研究为空间及商用长寿命深低温冰箱的研究提供一定的参考.     

双向进气脉管制冷过程的实验研究

一、本文的目的 脉管制冷法发明于六十年代,称为基本脉管。七十年代末出现了改进型,称为小孔脉管,后来又经不断改进,制冷温度达到实用要求,从而把这种新颖的制冷方法推进到实甩化的研究阶段,引起高技术和军工部门的很大兴趣。1989年西安交大热工教研室脉管研究组进一步提出了双向进气脉管制冷方案,并获得专利。试验表明,双向进气小孔脉管比之当今国内外常规的单向进气小孔脉管可以达到更低的制冷温度,而且方法简便可行。然而,脉管制冷内部过程复杂,详尽的理论和试验工作尚很缺乏。本文的目的是由实验探索阀门开度、脉动频率、充气压力等对脉管内部压力波形的调相调幅作用。因为文献[1]已分析表明,脉管内部动态参数幅值和相位的变化对其制冷过程有着直接的影响。     

EAST 装置新超导馈线系统冷却回路设计

EAST 装置电流馈线系统由13 对NbTi 材料CICC 超导母线组成,连接超导磁体系统和高温超导电流引线,为磁体系统的运行提供馈电通道和失超状态下能量的释放通道。馈线系统中超导母线由液氦制冷机通过低温分配阀箱提供的4.5K 超临界氦冷却,冷却通道进口压力为0.45MPa,出口压力不小于0.25MPa。通过对超导母线和接头内流道中的迫流氦的压降计算确定了冷却流程方案为1 对TF 超导母线单独串联组成1 个冷却通道, 12 对PF 超导母线分为6 个冷却通道,每个通道由2 对PF 超导母线串联组成。     

超导微波延迟线及其制冷的研究

采用 YBCO/ La Al O3薄膜制作出 5ns和 1 0 ns超导微波延迟线 ,并以小型斯特林制冷机作冷源 ,给出了延迟线的延迟和插损特性。在 77K,1 GHz、5GHz、1 0 GHz时 5ns延迟线的插损分别为0 .1 2 d B/ ns、0 .55d B/ ns、1 .2 d B/ ns;1 0 ns超导微波延迟线在 2 GHz、4 GHz、6GHz插损分别为 0 .1 9d B/ ns、0 .4 4d B/ ns、0 .63 d B/ ns。描述了器件与制冷的设计、制作过程     

用于探测生物芯片的制冷型ICCD系统

利用光锥耦合的ICCD系统探测荧光染料标记的生物芯片,并对CCD芯片和像增强器制冷,以提高探测灵敏度。基于实验分析结果,指出背景噪声的主要来源为杂散光和生物芯片基底所发的荧光,指出用镜头成像限制了系统探测灵敏度的提高,可采用低荧光物质作为生物芯片的基底对系统加以改进。     

脉冲管制冷机调相惯性管的设计理论及通用图表

本文介绍一种针对纯惯性管以及惯性管加无限大气库的选型图表.系统介绍了其设计理论.通过与实验值的对比,采用了符合较好的简化湍流模型进行计算.为了使图表易于使用,本文提出了一组更实用的无量纲参数和计算"无限大"气库体积的方法.最终,通过两个实例,给出了应用该表的使用方法和应注意的问题.     

变截面脉管制冷机──一种新型结构的脉管制冷机

变截面脉管制冷机──一种新型结构的脉管制冷机许名尧，何雅玲，陈钟颀（西安交通大学能源与动力工程学院西安７１００４９）关键词脉管制冷机；制冷机；低温工程１引言自从脉管制冷机发明以来，由于其结构简单，没有低温下的运动部件，工作可靠，寿命长等优点，已引起周...     

长颈管在微型脉冲管制冷机中的应用分析

长径管作为调相器应用于微型脉冲管制冷机系统时存在阻抗不匹配现象,即调相效果好时,往往脉冲管热端阻抗大小,从而使脉冲管中的压力波幅值小,蓄冷器中损失增大,制冷性能降低;用不同管径和长度的长径管作为调相器时,最低制冷温度产生在阻抗匹配区域或热端阻抗最大的区域;对于本实验中的微型脉冲管制冷机,以长颈管作为调相器时最低制冷温度为107.3 K,低于以单纯的小孔阀作为调相器时所获得的最低制冷温度,但还达不到双向进气的水平。     

超高频脉冲管制冷机研究

本文分析了超高频下脉冲管制冷机的两个特点,并在理论分析和计算的基础上,利用强波热声发动机作为驱动源,形成300 Hz的超高频条件,研制了一套两级的脉冲管制冷机,着重考察了调相结构(小孔气库和惯性管)对制冷机的影响.经初步优化,二级冷头温度在1000 W时达到了66.54 K,1200 W时达到了64.64 K.     

蒸发冷却的管外换热性能的实验研究

将淋水填料与盘管组合,构成高效低耗的密闭式冷却塔,成为当前闭式塔的主流塔型.本文以此类设备的研发为背景,设计了一个用于蒸发冷却换热模块性能试验的小型风筒,在横流和逆流模式下就单纯管束换热模块与填料-管束结合型换热模块的管外换热性能进行了比较,并研究了淋水密度、风量对其换热性能的影响.试验表明,采用填料-管束结合型换热模块,在相同截面风速和淋水密度以及相同的控制壁温和空气湿球温度条件下,管外综合换热系数比单纯管束有明显提高;对相同换热模块,管外综合换热系数在试验范围内随淋水密度和截面风速的增大而增大.     

惯性管对热声驱动脉管制冷机性能的影响

为了考察惯性管对热声驱动脉管制冷性能的影响,利用驻波型热声驱动脉管制冷实验装置,开展了惯性管结构参数对系统性能影响的实验研究.实验中所采用的惯性管由直径分别为2 mm和4 mm的两段铜管串联而成,重点研究2 mm直径管段的长度对压比和制冷温度的影响.通过实验优化,当惯性管结构参数为内径2 mm的铜管长度2.5 m,内径4 mm的铜管3 m长时,在加热功率1.8 kW条件下,脉管制冷机的无负荷制冷温度达到63.0 K.     

脉冲管制冷机中惯性管的数值模拟研究

本文利用Fluent软件对惯性管进行数值模拟,计算采用二维层流的数值模型,得到惯性管入口处质量流量与压力波之间的相位及惯性管内部的压力波幅值和质量流量幅值的变化,给出不同频率及惯性管尺寸对惯性管入口处压力波与质量流量之间的相位的影响.通过分析并计算得到脉冲管冷端质量流量,进行设计计算.     

一种基于弹性膜片的脉管制冷机

本文将介绍一种基于弹性膜片的斯特林脉管制冷机.该系统采用传统的油润滑活塞式压缩机作为驱动,用一种弹性膜片阻止润滑油进入制冷机,同时保证压缩机产生的压力波顺利传入制冷机.该系统在脉管制冷机入口和双向进气阀之间安装有另一弹性膜片,切断了脉管制冷机内引发直流的回路,彻底消除了直流流动.该制冷机系统在25 Hz,2.1MPa压力下获得了29.8 K的最低制冷温度.