EAST氦制冷机冷箱降温过程动态模拟

基于Aspen HYSYS,对EAST氦制冷机冷箱的板翅换热器、透平膨胀机、液氮预冷换热器等部件进行自定义开发,并结合实验数据完成了部件的仿真建模。在部件建模的基础上,建立了制冷机冷箱80K以下流程的降温过程动态仿真模型。实验数据表明,冷箱仿真模型能够反映实际制冷机的降温趋势,可以用来对冷箱降温过程进行仿真。探讨了透平启动时间对降温速率的影响,完成了300K~4.5K的降温过程的动态模拟。     

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。     

EAST 2kW/4K氦制冷机检漏及真空系统运行情况

介绍EAST超导托卡马克2kW/4K氦制冷机的检漏方法及检漏过程,制冷机的真空系统及运行情况,指出关于大型氦低温系统检漏要注意的一些问题。     

EAST低温系统已研制氦透平膨胀机测试分析

EAST氦低温系统是EAST( Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)先进超导托卡马克实验装置重要子系统之一;4 台氦透平膨胀机又是EAST氦低温系统的核心部件.文中主要对已研制出的1台氦透平膨胀机的结构、调试过程与调试结果等进行一些分析,还给出了氦透平的启动过程...     

360W@4.5K氦制冷机预冷过程的数学建模

针对360W@4.5K氦制冷机的降温过程建立了数学模型。首先分别建立了各个部件的模型,然后通过氦气状态参数的传递将各个模块连接起来。对关键部件换热器采用集中参数法,忽略其内部的温度梯度;利用换热器温度变化速率远小于氦气的特点,将换热器的温度变化从时间上离散,在每一个时间步长内,只考虑氦气温度的变化。该模型可求解不同控制策略下的降温时间,从而为不同控制策略的比较提供依据。     

EAST氦制冷机中透平膨胀机升级改造

现有俄制油气混合透平膨胀机严重制约了EAST制冷机的性能和稳定性,同时鉴于EAST装置对制冷机的制冷量和可靠性要求提高,急需对EAST制冷机中透平膨胀机进行升级改造,以满足系统要求。通过编写FOR-TRAN程序计算新制冷量情况下所需膨胀机参数,并进行压机流量和换热器校核,最后通过国际招标,采购新透平膨胀机。     

G-M制冷机的电气控制与保护

G-M制冷机广泛应用于微电子技术、激光和电子设备、材料科学等技术领域。文中主要对G-M制冷机电源断相和电流过载、气体压力、冷凝温度等方面的自动控制与保护进行研究,提出了一系列保护措施,从而确保G-M制冷机的启动、制动和稳定运行。     

G-M制冷机驱动设计

为了使G-M制冷机在一定的氦气循环压力下提升制冷速度,通过对G-M制冷机(CTI-350C型)进行分析,运用变频和移相手段,设计并研制了低成本、便携的小型制冷机驱动,在输出频率为50 Hz时,制冷机空载条件下降温时间与M600压缩机驱动时降温时间相同;在60 Hz和70 Hz时,缩短了制冷机在空载条件下的降温时间20%以上,并具有过载保护功能。     

一种低温制冷机用氦压缩机的研究

介绍了低温制冷机系统中氦压缩机的工作原理。通过对一般压机泵的研究,设计了专用的氦压缩机泵,引用了先进的热交换及过滤技术,解决了该类压缩机的滤油问题,延长了其使用寿命,提高了制冷机的可靠性。     

G-M制冷机气缸组件焊接工艺初探

气缸组件由整体式改为分体式,就面临一个焊接问题。二级气缸级间法兰与一级气缸缸体相连,采用微热氩弧焊焊接;用焊接芯棒保证一、二级气缸的同轴度及气缸组件的长度尺寸;焊接时使用螺孔定位工装保证一、二级冷头上各螺孔在图示位置,不得错位。对气缸组件的焊接工艺作了初步的分析与探索。     

4W/10K两级G-M制冷机性能的试验研究

详细介绍了两级G-M制冷机的试验系统和测试方法,测得两级G-M制冷机性能指标为:一级最低温度32.9K,二级最低温度7.2K,降温时间约60min,且二级制冷量达到4.8W/10K;试验进一步研究了不同蓄冷材料对制冷机性能的影响,结果表明,采用磁性蓄冷材料Ho Cu2填充的两级G-M制冷机二级最低温度可达到2.9K,并可获得1.5W/4.2K制冷量,即使用磁性蓄冷材料可提高制冷机性能。     

超流氦制冷系统2K冷却级热力分析

通过对节流阀阀前J-T换热器的效率以及2 K冷却级的制冷量等参量与节流阀前温度、压力以及J-T换热器冷、热端温差等关系的分析表明,考虑比热变化时J-T换热器的效率均低于不考虑比热变化时的J-T换热器的效率,且发现在降低换热器入口温度来提高单位质量氦气的2 K制冷量时,J-T换热器的热效率将降低。分析结果表明为避免系统变工况运行时换热器运行出现负温差,建议J-T换热器应该以限定冷端温差进行设计。     

130W/70K大冷量单级G-M制冷机的性能研究

为满足高温超导等工程应用项目的大冷量需求,对130W/70K大冷量单级G-M制冷机系统进行了结构设计、理论计算和制冷性能测试,测得其制冷性能为最低温度18.1K,制冷量131.2W/70K。由于回热器性能优劣对制冷机性能有所影响,通过回热器不同填料方式对制冷机性能进行测试,结果表明,相比于采用单一磷青铜网填料的制冷机,采用磷青铜网和铅球作为复合蓄冷材料可以提高制冷机的制冷性能。     

斯特林制冷机回热器密封间隙内泄漏率分析

斯特林制冷机回热器采用间隙密封,可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染。但由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。文中建立了间隙密封式斯特林制冷机间隙泄漏率的数学物理模型,并获得了密封间隙的泄漏率的表达式。     

5kW/4.5K氦制冷系统外纯化器吸附筒设计

纯化器设计的关键是求解吸附剂对吸工质的吸附容量。文中根据朗格缪尔方程式,对活性炭在78K温度下对氮、氧等杂质的吸附容量进行了计算与分析,研究杂质气体中氮、氢比例对吸附容量的影响。在计算结果基础上,对吸附筒进行机械结构设计和应力分析。     

超流氦系统负压换热器研究进展

近年来我国大型低温制冷系统研制取得了较大的进展,对超流氦低温系统的研制提出了需求,而超流氦系统的高效运行离不开负压换热器。文中介绍了超流氦低温系统中负压换热器的研究进展、传热机理中存在的问题及其未来发展的方向,为负压换热器的设计以及以后的探索提供参考。     

自然冷源在家用冰箱系统应用及性能分析

空气自然冷源已逐渐用于制冷系统中,引入自然冷源能提高冷凝器出口过冷度,或将自然冷源冷却载冷剂经节流直接引入蒸发器,可有效提高系统COP;基于国内冬春季温度≤5℃的自然冷源分布状况,设计了一种引入自然冷源用于家用冰箱的新型制冷系统,并建立热力学计算模型,分析了不同自然冷源工况时冷凝器过冷度在0、5、10、15℃下的系统COP、压缩机指示功率、系统耗电量及冷凝器热负荷,经计算,冬春季时与传统家用冰箱制冷系统相比,系统COP提高了12%,日均系统耗电量节约0.48kWh。     

斯特林制冷机间隙密封冷量损失实验研究

传统的斯特林制冷机回热器使用接触式滑动密封,存在磨损,限制斯特林制冷机的使用寿命。间隙密封的应用则可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染。但由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。设计了一套模拟实验装置,通过实验验证了回热器与气缸壁间隙内气体泄漏率及泄漏引起的冷量损失理论分析的正确性。