一种透射式低温光学系统的光机结构热设计

针对脉冲管制冷机做冷源的低温光学系统的热控指标,从传热学的角度出发,设计了一种具有对称传热路径的光机结构。搭建了试验装置对光机结构的低温性能进行了测试,实验结果表明,经过3个小时,透镜温度由300 K降至150 K,支撑结构很好的保护了透镜没有使之损坏并且降温过程中透镜内部的温差小于1 K。光机结构在热学性能上满足了透射式低温光学系统的需要。     

压电泵驱动闭式水冷环路传热实验研究

设计并研制全金属双腔串联有阀压电泵，利用压电泵驱动水工质在闭式环路内循环稳定流动。水冷环路热端设计为微通道结构，微通道结构能显著增强液相工质流动过程中与壁面换热速率。在压电泵驱动下，工质在微通道热端吸热，冷端放热，实现热量从热端到冷端高效传递。搭建实验测试系统，研究压电泵工作性能以及压电泵驱动水冷环路传热性能。结果表明，压电泵在开放系统和闭式系统工作性能一致。压电泵驱动电压越大，回路内液相工质流动速度越快，传热速率越高，系统热阻越低。双腔串联压电泵在120V驱动电压下，泵水流量达到167 mL/min，水冷环路热阻达到0.12℃/W。压电泵驱动闭式水冷环路具有热阻小，结构紧凑，能耗低，智能控制等优点，能更好地应用于大功率电子器件散热领域。     

压电泵驱动闭式水冷回路实验研究

设计了一种压电泵驱动闭式水冷回路传热系统,压电泵采用双腔串联结构,在150 V驱动电压下,泵水流量达330 mL/min。为了分析水蒸气对压电泵驱动闭式水冷回路传热性能影响,该文采用实验方法研究了不同充液率下压电泵驱动水冷回路的启动和稳态工作特点。实验结果表明,闭式回路内压电泵在充液率大于0.895时才能启动。当充液率大于0.930时,少量气相的存在对压电泵及传热系统的工作性能影响较小,系统传热热阻小于0.2 ℃/W。     

稀释制冷机^(3)He-^(4)He混合溶液非稳态制冷过程研究北大核心CSCD

稀释制冷机是量子计算、超导的核心设备,能为其提供近乎绝对零度的低温环境,将热噪声降至极低水平。为了研究稀释制冷机的工作特性,将稀释制冷机非稳态启动过程分为3个阶段,并给出3个阶段的热力学分析方法。针对减压过程得到了其两相态参数平衡关系,并分析了热负荷对其影响。针对非稳态相分离过程研究了其稀释制冷特性,并分析了非理想因素对其制冷过程的影响。研究结果给出了各阶段的制冷特性,为稀释制冷机的研究与实验设计提供理论依据。     

机械制冷机冷却的透射式光学系统支撑结构

低温光学能够降低红外光学系统自身热噪声,有效提高探测灵敏度。支撑结构是实现光学系统在低温下正常工作的关键部件。设计的透射式低温光学系统工作温度为150 K,采用脉冲管制冷机这种新型机械式低温制冷机做冷源。因制冷机冷指直径较小,直接冷却光学透镜会在透镜内部产生较大温差,影响成像质量,为此设计了一种新型支撑结构,一方面设计了新型的轴向支撑和径向支撑用来减少透镜在低温下的形变,另一方面建立了透镜与脉冲管制冷机之间的传热模型,来指导支撑结构热设计,减小透镜内部温差。最后,对透镜支撑的低温性能进行了测试,实验结果表明,经过3 h,透镜温度由300 K降至150 K,支撑结构很好地保护了透镜并且在降温过程中透镜内部温差小于1 K。当温度从300 K降低到150 K时,光学表面的最大变形小于1（1=632.8 nm）。支撑结构从机械和热学性能上满足了低温光学系统的需要,为机械式制冷机冷却光学系统的光机结构设计提供了一种新选择。     

标准黑体源用铜-R134a热管研制及均温性实验研究

针对热管倾斜放置时均温性恶化的情况,改进了黑体源热管结构,设计了一个标准黑体源用铜-R134a热管并进行了实验研究,测试了倾角、运行温度及充液量对其均温性的影响。以区域温度的标准差作为热管均匀性的衡量标准,实验发现倾角小于45°情况下,该热管倾斜的角度对热管温度的均匀性影响不大;热管温度均匀性随着热管运行温度的升高而逐渐变差;当热管运行温度在40～50 ℃时,热管温度均匀性随充液量变化不大。