基于分子流传感元件的真空腔体漏率测量方法

本文介绍了一种基于分子流传感元件的真空腔体漏率测量方法,该方法通过分子流传感元件测量真空腔体整体漏率,采用的测量装置由气体流量测量系统、真空抽气系统、恒温系统等部分组成.在测量系统中,流经传感元件的气流处于分子流状态,通过测量传感元件两端的差压,计算质量流量,可以得到真空腔体的整体漏率.实验中对多个真空腔体漏率的测量结...     

离子阱低温超高真空系统的研制

离子阱是一种常用于光谱研究的装置,低温超高真空环境是其工作的基本条件.介绍了一套由真空腔体、真空抽气系统、温度监测及控制系统、脉管制冷机等组成的离子阱低温超高真空系统.在三种不同条件下对真空腔体进行抽真空对比试验,分析了影响真空系统极限真空的关键因素.采用超高真空获得方法与工艺,真空系统在常温和低温状态下分别获得了1.9×10-8Pa和5.0×10-10pa的真空度,在高真空绝热条件下,离子阱最低温度达到3.9K.文章最后对该系统的研制过程以及结果进行总结,提出了适用于同类低温超高真空系统设计与研制的相关结论.     

真空测量装置的流导对测量真空度的影响

夹层真空度是影响低温容器真空绝热性能的主要因素。真空度测量结果不仅与真空规管本身的测量精度有关,还与真空测量装置的流导有关。搭建了真空测量系统,设计两种不同流导的真空测量装置,模拟高真空多层绝热低温容器真空测量系统的实际工况,测量这两种装置下的真空度并进行分析。结果表明真空测量装置的流导大小对该装置的真空度测量有较大影响,流导大的测量装置需要较短的抽气时间就能保证该装置上规管的测量值有较好的精度。结果可为低温容器真空测量系统的设计、试验和使用提供参考。     

冷原子腔体的设计与实验研究

为满足冷原子的各类量子实验,设计了用脉冲管制冷机冷却的冷原子腔体。采用ANSYS软件建立了冷原子腔体低温组件模型并进行热模拟,得到其整体的漏热主要是通过低温组件和真空罩内壁的辐射换热,并分析了接触热阻对于样品腔均温性的影响。同时开展了超真空低温条件下的测量实验,分析并改进铂电阻温度计不同安装方式对于测温的影响,实现了低温条件下温度计的绝缘、粘接和测量,同时验证了模型的准确性,最终得到均温性小于10 mK,真空度达到10~(-8)Pa的冷原子腔体系统。     

红外后光学和辐射制冷器分离方案的设计和分析

为实现高效的地面低温光学校正,设计了一套系统以实现红外后光学组件和辐射制冷器的分离.该系统包括低温真空腔体、冷箱内的多级结构、级间Kevlar纤维支撑和冷量传输部件.运用有限元软件分析了各级冷损,并对关键结构作了准静态分析和纤维支撑预紧力的估算.计算结果表明该设计方案具有良好的热学性能和力学结构强度.     

高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后传热及绝热夹层内温度分布规律实验

在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失传热研究实验台的基础上,分别利用干燥氮气、二氧化碳、氧气、氦气及空气为破空介质,进行了高真空多层绝热低温容器发生完全真空丧失事故后的传热实验研究.实验中通过流量计和温度采集系统测得了高真空多层绝热低温容器在发生完全真空丧失事故后的排放率和绝热夹层内的温度分布规律.实验结果表明,...     

某特种设备热电制冷热端散热实验研究

热电制冷元件是一种高热流密度元件,在红外测量、低温超导、空间技术等领域有广泛的应用。本文建立了实验装置并对高温43℃下某特种设备热电制冷热端在几种不同散热方式下制冷效果进行了比较,证明了可通过改善传热条件来提高其制冷量。     

基于动态差压衰减方法瞬时流量测量装置的研制

本文介绍了一种基于动态差压衰减方法瞬时流量测量装置,该装置由真空抽气系统、恒温系统、动态差压衰减测量系统等三部分组成,通过对泄漏元件两侧的动态差压变化进行连续测量,并进行数据分析,得到泄漏元件的流导、漏率等特性。装置测量了1800Pa~0Pa下氮气、氦气和氩气通过泄漏元件的流导和漏率,具有操作简单,成本低廉,结果精确等优点。     

光学加工中真空夹具设计及分析

为了在光学加工中快速、可靠地装夹光学元件,设计了真空夹具,对该真空夹具引起光学元件变形量进行了分析.首先,根据光学加工对夹具的要求,应用手动静压快速夹头以及传统真空吸盘结构,设计了真空夹具;接着,对真空夹具引起光学元件变形量进行了仿真分析,并根据分析结果改进了真空夹具结构;最后,针对改进后的真空夹具进行了仿真验证.仿真结果表明:有防护层的真空夹具引起光学元件表面最大变形量在0.1 μm～0.32 μm之间,是没有防护层的真空夹具引起光学元件表面最大变形量的1/14.该种真空夹具可以应用于高精度光学加工中.     

基于低温制冷机的低温流体电容式密度测量

设计并搭建了一套基于G-M低温制冷机的电容式密度测量实验装置,由平行板电容器、样品流体测试腔、充排气体管路、低温制冷机、温度测量与控制单元、压力测量单元、真空绝热保护腔以及高真空排气系统八个部分组成。该系统适用温度测量范围为15—300 K,压力测量范围0.01—0.3 MPa。实验中的低温液体由常温气体经低温制冷机冷却液化得到,并蓄存在装有平行板电容器的样品测试腔内。该测试腔上开有视窗,可用于观察冷却过程中低温液体的形成及其液位。对受控压力及温度下的液氮、液氩两种低温流体的密度进行了测量,所得数据与文献实验值及美国NIST标准数据吻合良好,液相区相对偏差小于±0.5%。该密度测量系统今后可用于测量其他流体(包括混合物)在低温下的p-ρ-T数据,还有望经过改进和集成化设计后实现LNG和空分等工业领域的低温流体密度在线实时监测。     

乙烷槽道低温热管冷量传输性能及启动特性试验研究

为适应空间红外探测系统中低温光学对160—200 K温区的冷量传输需求,研制了乙烷工质的槽道热管作为传热单元。采用模拟冷板和真空低温试验系统对乙烷槽道热管在160—200 K温区的传热能力进行了测试,试验结果表明:在10 W@200 K时、8 W@180 K、8 W@165 K工况下,传热温差分别为1.12 K、2.91 K和4.23 K。说明乙烷热管具有良好的传热能力,且在200 K时传热性能最佳。对乙烷热管的启动特性进行了试验研究,对试验过程中遇到的热管启动异常现象进行了分析,试验结果验证了启动异常原因分析的合理性。     

真空保温孔板式低温流量计

一种真空保温孔板式低温流量计用于4米高温超导电缆制冷系统。在结构上它与真空输液管做成一体，焊在输液管内管上．没有多余的接头连接。因而有效地减少了热量损失。它具有热损小、寿命长、能工作于气液两相等优点，减少了系统预冷期间的诸多麻烦。介绍了低温流量计的技术要求、设计方案和应用情况。     

热真空低温环境实验台研制

为满足低温实验的环境要求,建设了液氮温度级别(80 K)的热真空冷阱低温环境实验台,可进行低温实验中压力与压差、温度与温差、流量与热负荷的测量.该实验台采用附加液氮冷阱的真空多层绝热结构,冷阱温度最低可达80 K,无负载时冷箱真空度可达0.000 03 Pa;在采用外循环工质时,测试压力范围为0-1 MPa、压差范围为...     

高真空多层绝热低温容器真空丧失后的传热试验

利用一个工业化的高真空多层绝热低温量热器,以液氮为介质研究了真空突然丧失对高真空多层绝热低温容器漏热量的影响.主要研究了低温量热器绝热层的变化及破空气体(空气和干燥氮气)的不同对真空丧失后低温容器漏热量的影响,指出绝热层数和破空气体种类都是影响真空丧失后低温容器漏热量的重要因素.     

Demonstration of liquid nitrogen wicking using a multi-layer metallic wire cloth laminate

Cryogenic heat transport devices are the most basic and critical component for the thermal integration between the cryogenic component and its cooling source. In space environments, containment of heat transfer fluid inside a capillary structure is critical due to the absence of gravity. Cryogenic heat pipes using the capillary force for circulation may provide a solution for heat transfer in space applications due to its independence of gravity and transport distance. To achieve a high effective capillary performance, several options of wicking structures have been investigated. An efficient wicking flow of liquid nitrogen is demonstrated with a sintered, multi-layer, porous lamination of metal wire (pore size as low as 5 μm) in an open cryogenic chamber. The test data are presented in this paper. This technology has potential for use in development of improved cryogenic heat transfer devices and containment of cryogenic propellants under micro-gravity environment.     

ANSYS有限元法在测长绝热真空腔二维热分析中的应用

针对测长绝热真空腔内温度场测量困难的特点,提出应用ANSYS有限元仿真与实验研究相结合的方法进行二维热分析。详细介绍了真空腔的ANSYS有限元建模、参数确定、网格划分、施加载荷和求解过程。仿真结果表明外界环境温度变化1℃,绝热真空腔内温度将变化0.085℃。对仿真结果进行了实验验证,实验结果证明利用该仿真技术可准确、可靠地分析绝热真空腔内的温度场,并且提高实验效率的同时降低了实验成本。     

不同种类破空气体对高真空多层绝热低温容器真空丧失后传热的影响

通过实验,分别利用氮气、空气、氧气和氦气作为破空气体,对高真空多层绝热低温容器在真空完全丧失后的漏热进行了研究。结果表明,多层绝热结构对于绝热真空完全丧失后的低温容器能够起到一定的保护作用,初始和最终漏热和渗入到绝热真空夹层中气体的性质密切相关。     

低温传输管线的设计与研究

以北京正负离子对撞机二期改造项目(BEPCⅡ)第一对撞厅液氮传输管线与液氮、液氦多通道传输管线为例,介绍低温传输管线的结构设计,有限元分析与实验结果表明,它是合理、可靠的,为国内今后大型低温系统的设计和实施提供了成功的范例。