离心式涡轮冷压缩机叶轮的研究

对于大型氦低温系统,采用多级离心式涡轮冷压缩机在低温低压下对饱和液氦槽减压操作,获得过冷氦,是目前国际上一种比较通用的方法。文章介绍了离心式涡轮冷压缩机的国外应用情况。根据中科院等离子体物理研究所EAST超导托卡马克氦低温系统当中过冷槽的设计制冷量,进行冷压机叶轮设计,并对模型进行CFD数值模拟计算。     

金属泡沫圆管换热器性能的数值模拟与分析

氩氦刀低温探针换热器的性能直接影响其探针的降温速率及其治疗温度,采用金属泡沫圆管换热器可简化低温探针的结构并提高换热效率。文中基于氩氦刀的工作原理和金属泡沫圆管换热器的换热特点,采用平行流模型分析该种换热器不同填充圆管长度和工质(氩气)流体回流时间对换热器性能的影响以及温度场分布。     

基于冷原子吸收分光光度法的热解析-低温等离子体脱汞技术研究

研究含汞土壤的修复问题,采用热解析和低温等离子体综合技术探究新途径,调整温度、添加剂、时间等因素来判断脱汞效果并探究其不同形态,分析工艺过程废料的内部联系,并对废气处理进行分析实验。结论如下：(1)通过改良技术的BCR连续萃取法,得出研究区汞的形态主要为有机结合态(53%)。之后依次是氧化物结合态(33%)、酸可提取态(8%)、残渣态(6%)。(2)温度对热解析程度影响较大。在500℃以上的热解析条件下,土壤中的汞浓度不足1.5 mg·kg-1。(3)当选用400℃的解析温度时,40 min汞去除总体完成。在低于1 700 mg·kg-1的浓度下,汞去除率随着土壤中的含量的增大而减小。(4)氯化钙对于热解析的促进作用最强,柠檬酸、升华硫也有一定作用,硫化钠对于汞去除形成阻滞。(5)低温等离子体的最佳状态是电源设置电压为22 kV,频率为660 Hz。整个系统的汞去除程度可达近90%。     

大气压下氩原子谱线辐射诊断试验研究

大气压下介质阻挡放电应用领域具有多范畴、深广度、常态化等优势,针对同轴电极放电试验进行了系列参数诊断。采用自主研发的介质阻挡放电助燃激励器,在一个标准大气压、放电频率11.4 kHz、放电峰值电压5.4～13.4 kV(间隔1.0 kV)条件下进行了氩气电离试验。采用原子发射光谱法(AES)对氩等离子体谱线的激发、分光进行了检测分析;选用二谱线法及Boltzmann法测试了电子激励温度;根据Stark展宽效应计算了电子密度;获得了电子激励温度及电子密度随放电峰值电压增长的变化规律。结果表明,在试验电压条件下电子激励温度并不随外加电压的升高而递增,这表明通道内微放电的主要特征并不依赖于外部电压的供给,而是取决于气体组份、气体压强和放电模型,增大外加放电电压仅增加单位时间内微放电的数量,经整合电子激励温度可达3 500 K符合典型的低温等离子体特征;电子密度随外加电压的增长而趋于准线性趋势,电子密度数量级可达到108～109 cm-3,电离度偏弱。这些参数的探索对等离子体研讨有重大意义。     

硅探测器的数字化脉冲形状甄别

介绍了利用硅探测器的脉冲形状甄别进行粒子鉴别的原理。详细叙述了基于数字化方法的脉冲形状甄别的实现。采样频率和位数是数字化方法的两个重要参数。对于硅探测器信号,采用100 MS/s,12 bit的Digitizer可以满足脉冲形状甄别法对时间分辨的要求。同时对该方法粒子鉴别的特征和能量阈值做了简要的分析和对比。粒子背面入射硅探测器的所得的阈值低于正面入射的情况。例如对于氖周围的同位素,背面入射情况的阈值约为100 MeV,为正面入射情况下鉴别阈值的二分之一,相当与ΔE-E方法中ΔE探测器厚度约为60 μm情况下的阈值。最后定性讨论了硅探测器的电阻率不均匀性和沟道效应对粒子鉴别性能的影响。In this paper Pulse Shape Discrimination(PSD) for silicon detector has been briefly introduced. The emerging digital method successfully applied to detector signal processing makes digital PSD method one of the most promising particle identification methods. Sampling frequency and the number of bits are two key parameters of digital method. For silicon detector signal, adopting 100 Ms/s, 12 bit Digitizer can satisfy the time resolution requirement of PSD method. The identification characteristic and energy threshold of this method have been discussed and compared with both front injection and rear injection cases. Energy threshold with rear injection usually is much lower than that with front injection. For example, around for Neon isotope energy threshold with rear injection is about 100 MeV which is only half of the threshold with front injection, also equivalent to thickness of about 60 μm silicon detector threshold in ΔE-E method. At the end the impact of silicon detector's resistivity nonuniformity and channel effect on the identification capacity of PSD method has been discussed in detail.     

不同壁面结构与传热情形下低温壁面结霜特性

壁面结霜致使低温换热设备传热性能下降,甚而产生设备安全和生产安全问题。通过实验研究了涂覆疏水涂料壁面结构的结霜特性,不同倾斜角度壁面的水滴凝结与滑落特性,以及添置了太阳能吸热膜的表面传热特性。结果表明:涂有疏水材料的壁面较普通壁面初始结霜时间能延迟约10分钟;一定的壁面倾斜角度通过影响水滴的滚动角,促进凝结的水滴滑落,可阻碍霜层生长;当换热壁面利用太阳能吸热膜对低温壁面进行补热时,吸热量为5.27J/cm2,为普通壁面的1.44倍。这些改进措施可以减少冷壁面结霜量,有助于提升低温设备传热效果。     

不同工质下热力学排气系统的压力控制及运行特性

以低温贮箱压力控制为目标,建立了热力学排气系统(TVS)和贮箱内流体流动及气液相变过程的数学模型。以18.09m~3低温贮箱在地面工况充注率75%、漏热量0.76W/m~2为例,计算了不同贮存工质(液氢、液氮、液氧)下贮箱自增压过程及开启TVS后对贮箱压力控制的效果。结果表明,相同漏热率下液氢贮箱的气枕升压速率远大于相同充注率下的液氮和液氧贮箱升压速率;TVS运行后三种工质贮箱压力均可有效地控制在165.5~172.4kPa范围内。对比了不同工质热力学排气系统的运行周期、运行时间及排气量等关键参数,同时还分析了贮箱内液体的温度变化规律。     

冻干溶液的低温显微研究与热分析

利用低温显微系统研究了叔丁醇水溶液降温时的晶体形态,并利用差示扫描量热法(DSC)研究了溶液的反玻璃化结晶。低温显微实验表明:叔丁醇／水溶液结晶形状、大小与叔丁醇的浓度有关,浓度为10％时形成粗大的针状结晶, 有利于升华速率的提高。DSC实验表明:10％叔丁醇／10％蔗糖／水三元溶液的临界复温速率为250℃／min左右。     

兔主动脉冻结过程中未冻水份额的研究

利用差示扫描量热仪(DSC)技术中的分步扫描(Stepwise scanning)法,研究了不同浓度的低温保护剂对主动脉血管冻结过程中未冻水份额的影响。研究结果表明:分步扫描量热技术可以用于血管材料冻结过程中未冻水份额的定量研究,而且具有较高楠度;随着低温保护剂二甲亚砜(DMSO)浓度的增大,血管的初始冻结点温度呈线性降低,但其冻结过程的未冻水份额显著增大,这是由于高浓度DMSO具有很强水合能力所致。     

一种快速的实用低温温度计定标方法

一种快速的实用低温温度计定标方法王长顺，邹义夫，郭加平，余保龙（河南大学物理系开封４７５００１）低温物理实验是近代物理学的重要课题，作为低温实验技术的基础实验，我们开设了实用低温温度计定标实验．在教学中，我们改进了低温均温体，利用快速的测量技术，使实...