4 K节流制冷机预冷温度及压力特性影响研究

空间4 K JT节流制冷是实现深空探测任务的关键技术之一。基于4 K温区开式节流制冷机实验台，理论分析末级预冷温度及高压压力对理论最大制冷量的影响，给出不同工况下最优末级预冷温度及最优高压压力的选择。开展实验测试验证理论计算。分别测试了末级预冷温度为15 K时，五种高压压力（0.829、1.103、1.775、1.837和2.154 MPa）以及高压压力1.773 MPa时三种不同预冷温度（11.5、15.0和18.0 K）下的最大制冷性能，实验结果变化趋势与理论值吻合较好。预冷温度及压力特性影响研究为后续节流系统整体压缩机及预冷机最优状态耦合匹配奠定基础。     

氩霜竞争吸附实验平台的设计与验证

为了研究氩霜对氦气与氢气的混合气体竞争吸附的特性,设计并搭建了一套低温实验台,该实验台主要包括液氦恒温器、吸附室和气体缓冲室,能实现氩霜在低温下对纯氦气、纯氢气以及两种气体的混合物的吸附特性的研究。从理论上分析了液氦恒温器的热力性能,预冷恒温器低温部分所需液氦为35.3 L,系统漏热为7.109 2 W,稳定运行时液氦耗量为9.8 L/h。为了验证本实验台的可信度,以氦气为吸附质气体,研究了氩霜在液氦温度下对其吸附的吸附特性,通过与文献实验数据的对比,表明该实验台在低温下研究氩霜对不同气体的吸附研究是可信的。     

大型液氮液氦热沉一体化设计

介绍了大型液氮液氦一体化热沉主要性能指标、设备结构和特点。针对热沉使用温度能够保持在低于10 K的使用要求,对热沉总体布置、管板结构形式、壁板结构形式、翅片管间距进行了详细设计,并对热沉材料选择和焊接进行了论述。该热沉能够进行航天发动机羽流效应试验,同时能够兼顾航天器热真空和热平衡试验。     

50 kA超导变压器杜瓦及高温超导电流引线的设计与优化

CICC超导导体性能测试用50 kA超导变压器由初级线圈和次级线圈组成,初级线圈浸泡在4.2 K液氦低温杜瓦中,次级线圈为CICC导体采用4.2 K/354 637 Pa超临界氦迫流冷却,液氦和超临界氦均由500 W/4.5 K制冷机提供,变压器低温杜瓦的理论液氦蒸发率为1.52 L/h。为减少电流引线漏热,超导变压器采用B i-2223/AgAu高温超导(HTS)二元电流引线,并且在颈管中部设计了一个新型的直接用液氮冷却的热截流装置来截断电流引线高温端的热流;最后对铜电流引线部分进行了尺寸优化计算,得到最佳截面积和直径分别为28 mm2和6 mm。     

某火星探测器星外材料液氦温区贮存试验系统的研制与试验验证

为了考核某火星探测器星外材料在深冷宇宙空间中的性能,研制了一套用于液氦温区的试验装置,进行了环境模拟试验研究,结果表明该装置能满足试验要求.同时得到了液氦表面温度沿高度方向的变化规律.     

液氦温区脉管制冷机的频率特性

着重研究了操作频率对液氦温区脉管制冷机性能的影响,在实验和分析的基础上,明确了制冷温度、制冷量、制冷效率与工作效率之间的关系,并与4K G－M制冷机的情况进行比较,得出了一些有益的结论。通过频率优化,脉管制冷性能得以较大提高。在初步试验中,分别在1．2Hz和1．1Hz获得了30W@70K,500mW@4.2K以及20W@65K,590mW@4.2K的制冷量。同时还给出了脉管制冷湿度稳定性的测试结果。试验结果表明,研制的脉管制冷机温度波动均小于同类商品型4K GM制冷机及脉管制冷机。     

氦气市场及其应用

综述了国外氦气市场，液氦的应用技术，美国仍是全球最大的氦气生产及消费国家。     

液氦自动补加实验

一种简易的液氦自动补加装置业已制成并通过了试验。该装置由一个１００Ｌ液氦贮存容器、一个蒸发率约５Ｌ／ｄ的低温恒温器、一条１ｍ长的柔性输送管、两个电磁阀、一个５Ｗ电加热器、一个容器压力传感器和控制器以及两个液面传感器和控制器组成。它没有旁通管和输送冷却的阀门。由于用加热器通过液氦蒸发使容器的压力升高，所以安全装置具有防止超压和无液加热的作用。这一简易可靠的装置，它的工作性能已通过模型试验和正常使用所     

氦制冷在空间制冷技术中的应用

介绍了几种用于空间制冷中的氦制冷技术，如^He减压蒸发制冷，^3He压缩相变制冷，亚临界液氦制冷，超流氦制冷等。分别介绍了它们的原理，关键技术及其应用实例，最后提出了开展这方面工作的建议。