用4.2 K制冷机为冷源的磁性材料比热测量

设计了一套用４．２Ｋ制冷机为冷源的磁性材料比热测量装置。由于采用了Ｇ－Ｍ制冷机对试件进行冷却,从而使得实验操作简单方便,测试费用也较低,本试验过程完全实现了测试系统自动化,样品冷却温度,比热测量过程的监控以及比热测量数据的处理都由计算机自动完成,实验表明,该装置达到了预期的设计目标,可用于磁性蓄冷性能的研究工作。     

采用低温流体氘和氧的介电常数测量流体的密度

为测量低温流体在不同受控状态下的密度,设计了一套基于G-M低温制冷机的介电常数法低温流体密度测量实验装置,该实验装置适用温度测量范围为15~300 K,压力测量范围0.01~0.30 MPa。实验中的低温液体由常温气态流体经低温制冷机冷却液化得到,蓄流在装有平行板电容器的样品流体测试腔内。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情况。对受控压力及温度下的液氘、液氧的密度进行了测量,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%,满足高精度p-ρ-T热物性参数的需要。     

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。     

空间用3 W@80 K脉冲管制冷机实验研究

为冷却某空间用红外探测器,研制了一台斯特林型脉冲管制冷机。该制冷机为单级同轴型结构,整机重量4.5 kg,设计寿命5年。系统介绍了脉冲管制冷机系统结构及实验装置,测试了制冷机性能及其与杜瓦耦合后的降温特性曲线,实验结果表明,脉冲管制冷机在80 K可提供0—3 W制冷量,比卡诺效率11%,其制冷量可充分满足杜瓦组件的低温和长寿命的工程需求。     

活性炭吸附氦气式回热器低温比热与流阻特性的研究（英文）

在30 K以下温区,低温制冷机工质气体氦气的比热已高于目前常用的蓄冷材料,导致回热器蓄冷能力严重不足,限制了制冷机性能的提高。本文使用活性炭吸附部分工质气体氦气直接作为回热器填料的研究,是对制冷机蓄冷材料研究的一个全新探索。实验测试了15~30 K温度范围内活性炭对氦气的吸附量,并将其比热与不锈钢丝网、铅球、磁性材料Er_3Ni/HoCu_2等常规蓄冷材料进行了比较。另外,搭建了阻力测试装置,对活性炭吸附氦气式蓄冷单元以及磁性材料Er_3Ni、HoCu_2和不锈钢丝网的流动阻抗进行了实验测试。研究结果表明,活性炭吸附氦气式蓄冷单元比热在25K以下已经接近甚至高于目前已知的常规蓄冷材料,同时,其流动阻抗与磁性材料Er_3Ni的数值接近,略高于HoCu_2,但低于635目不锈钢丝网。基于比热与流阻的角度,初步验证了其作为极低温区制冷机蓄冷器的可行性     

深冷文献消息(国内)

2007001 300Hz脉冲管制冷机特性研究；2007002　压比对回热器性能影响的理论分析；2007003　斯特林型脉冲管制冷机中压缩机与冷指耦合实验研究；2007004　液氮浴中不锈钢板动态冷却过程试验及模拟分析；2007005　EAST装置2kW／4．5K氦制冷机透平膨胀机的测试     

G-M制冷机与振动样品磁强计的耦合试验

为了测量样品在低温(20 K)下的磁性材料的各个参数性能,实验台采用双级G-M制冷机直接冷却气氛室,利用氦气的自然对流传热来达到冷却样品的目的.振动样品磁强计(VSM)与G-M制冷机的耦合实验实现了低温条件下样品的磁性能的测定.介绍该实验台的设计过程和耦合实验结果.     

制冷机做冷源的低温热导率测量装置研制

设计研制了1套以4.2 K制冷机为冷源的低温热导率快速测量装置.该装置采用可拆卸的具有独立真空环境的样品测试杆,使得样品测试部件与低温冷源部件分离,从而实现不破坏制冷机冷源真空环境及制冷机不复温的情况下快速更换样品.高真空绝热恒温样品杆通过高导热柔性热桥与制冷机冷头良好热耦合.热导率测试采用稳态绝热纵向热流法.除快速测...     

新型磁性蓄冷材料比热的实验研究

磁性蓄冷材料由于在低温下有较好的比热性能,因而成为材料研究领域的一个焦点,多种新型蓄冷材料相继被开发出来。但由于缺乏较便捷、可靠的比热检测设备,对这些材料比热特性的测定成为研究工作中的一个难点。利用一套自制的、用4．2K制冷机为冷源的低温比热测量装置,研究了几种新型磁性材料的比热特性,从而为筛选和正确使用这些材料莫定了基础。     

4～10 K温区活性炭对氦气的吸附特性及其在4 K温区回热式制冷机中的潜在应用（英文）

活性炭对氦气的吸附量数据是低温领域中吸附式制冷机、气隙式热开关和制冷机回热器研究中的重要参数。活性炭作为制冷机蓄冷材料时,其对氦气的高吸附量导致的高比热有望解决4 K制冷机目前磁性蓄冷材料蓄冷能力严重不足的瓶颈问题,另外还存在着无磁性优点。然而,目前液氦温区活性炭对氦气的吸附量还没有充足的实验数据。本文通过搭建实验台,测试了活性炭在4～10 K,0.5～3.5 MPa范围内的吸附量数据,并计算了吸附热。另外,为了充分验证使用吸附的氦气作为蓄冷材料的可行性,分别计算和测试了比热与流动阻力。结果表明,吸附氦气后的活性炭比热明显高于常规的回热器材料,其流动阻力也与目前Er_3Ni等颗粒材料相当,能够适用于4 K制冷机回热器的蓄冷材料。     

基于烟线技术的脉管制冷机流动可视化实验研究

脉管制冷机在低温部分没有运动部件,具有振动低、寿命长等突出优点,在空间技术、超导磁体冷却等方面应用广泛。但是脉管制冷机工作机理复杂,内部为交变流动,很多参数难以测量。常规方法无法显示实验过程中制冷机内部气体的流动情况,给学生理解脉管制冷机原理和工作特性带来了困难。基于烟线技术的可视化实验,可以直观地反映脉管制冷机内部气体的流场,能够直接观察制冷机运行时内部气体的流动情况。     

脉冲管制冷机内部交变流动过程实验研究第一部分实验装置与数据处理系统

鉴于脉冲管制冷机内部流动过程是复杂的动态交变流动,运行参数、结构参数和调相机构等对内部流动规律的影响还不是十分清楚,建立了脉冲管制冷机内部动态参数测试装置,介绍了实验系统的组成,测试设备和数据采集与处理方法.该实验台能准确测量蓄冷器入口和脉冲管热端的压力波和速度波,通过对它们的幅值与相位的分析,能够系统的得到各种因素对脉冲管制冷机内部流动状态的影响规律.     

基于G-M制冷机的小型氢液化装置开发

设计研制了一套基于G-M制冷机的常压常温氢气直接液化的小型装置,包括液氢杜瓦、正仲转换装置、供气系统、液氢输送系统和测量系统等,提出了微正压氢液化工艺方法,制定了氢操作流程工艺及安全防护措施,并开展了实验测试.实验结果表明,该氢液化方案是可行且有效的,该装置是安全可靠的.在压力为162 kPa时,该小型氢液化装置的氢气...     

60—370K精密自动绝热量热装置及α-氧化铝的比热测定

前言本文详细描述了我们研制的60—370K范围内精密测定材料比热的真空自动绝热量热装置。该装置的加热器与样品容器采用分离结构,减小了量热容器的温度梯度和由此引起的热漏,从而提高了绝热控制的质量及测量精度。通过实际测量国际量热学会议所推荐的标准物质——α-Al_2O_3的比热,证实了该装置精度高,性能可靠;在全温区内,本文结果与美国标准局数据符合在±0.50％以内,可完全满足工程设计上对材料比热参数的要求。一、基本原理将m克被测试样装入量热容器中,当量热计恒定到所需要的实验温度后,通入直流电流加热量热体系(试样和量热容器),使之升高一定的温度。整个实验过程均在良好的绝热情况下进行。通过测量通入量热体系的电能Q。和由此引起的温升△T,按下式求出试样的比     

基于PID控温的脉冲管制冷机性能自动测试实验研究

介绍了脉冲管制冷机的PID控温程序及其测试结果。该控制方法是在实验室已有的脉冲管制冷机测试与控制系统中引入PID控温后建立的。实验结果表明,PID控温能方便测量脉冲管制冷机在规定温度和制冷机输入功率条件下产生的制冷量,测量在规定温度和制冷量下的制冷机输入功率。温度控制稳定性达到±0.02 K,远优于普遍要求的±0.3 K。实现了更精确的制冷性能测量,新方法可取代原有的插值方法和手动调节控温测试法。     

高温超导SMES磁体直接冷却的热分析

用G-M制冷机(5W/20K)将Bi2223带材绕制的SMES超导磁体,在10-3Pa真空度下,从常温300K左右冷却到25K,得到了磁体冷却过程速率和磁体温度分布.在实验研究超导磁体降温特性的基础上,对SMES磁体的冷却过程进行了热分析,实验研究表明为使超导磁体有效地冷却和稳定运行,除了减小磁体漏热和其内部发热,有效控制热传导部件间的接触界面热阻是高温超导直接冷却磁储能装置研发应用中的关键技术问题.     

微小摩擦测试系统设计

针对介观尺度下的微小摩擦测试系统进行了设计,给出了一种基于平行梁结构的微小摩擦力测试方法及其测试装置,介绍了该测试装置的设计方法、测力传感器的结构设计、微小摩擦力测试原理及测力传感器标定方法。通过光反射法对测力传感器进行标定及微小摩擦力测量,通过对测量数据分析,得到微小摩擦力实验规律。实验结果表明:该装置分辨率可达到为10 μN,可满足短行程高分辨率的微小摩擦力测试的需要,同时对测量过程中出现的载荷不稳定情况进行了分析。     

星载制冷机隔振装置的设计与实验研究

制冷机广泛应用于空间红外遥感探测器中,其主要运动部件压缩机在工作过程中产生的微振动,是影响探测器正常工作的主要振源之一.基于松弛型阻尼器,设计制冷机多自由度隔振装置.对隔振装置的隔振性能进行仿真分析,同时,搭建隔振装置实验平台,完成隔振性能的实验研究.结果表明,设计的隔振装置在制冷机工频处的隔振效率达到94％以上,可以...     

磁性材料在低温技术中的新应用

研究了Ｅｒ（ＮｉＣｏ）＿２系新型磁性蓄冷材料的制备和材料的比热等物理性能，并且将该材料用于Ｖ－Ｍ制冷机进行了制冷实验。结果表明，Ｅｒ（ＮｉＣＯ）＿２系材料在２０Ｋ以下的比热远大于传统蓄冷材料铅，该材料作为蓄冷材料使用时，明显提高了制冷机的效率。     

磁性材料在低温技术的新应用：——Er（NiCo（2）系磁性蓄冷材料的研究

研究了Ｅｒ（ＮｉＣｏ）２系新型磁性蓄冷材料的制备的材料的比热等物理性能，并且将该材料用于Ｖ－Ｍ制冷机进行了制冷实验。结果表明，Ｅｒ（ＮｉＣｏ）２系材料在２０Ｋ以下的比热远大于传统蓄冷材料铅，该材料作为蓄冷材料使用时，明显提高了制冷机的效率。