氦制冷机的效率

随着超导技术发展和广泛应用,它对低温系统的容量要求也越来越庞大。对于大型超导磁体系统的氦制冷系统,其效率直接影响大型超导装置的运行费用。论述了影响氦制冷机效率的各种因素,并指出了提高制冷机效率的各种基本途径。     

氦制冷机和液化器中的纯化系统

主要介绍了氦制冷机和氦液化器中应用的几种典型的氦纯化器的工作原理，主要工作程序和优缺点，并介绍了讨论了几种氦纯化器的设计方案，吸附量和计算以及可用于氦纯化器的工程设计。     

氦制冷机节流级的最佳工作点

在氦制冷机/液化器中,最末级的冷却一般采用节流方式.节流级的各参数的选择必然会影响氦制冷机的制冷量或氦液化率.讨论了节流级节流前压力、末级换热器的热端温度及其效率对制冷量或液化率的影响,得出了不同模式下的节流级的最佳工作点.     

EAST装置2 kW/4.5 K氦制冷机透平膨胀机的测试

EAST装置于2006年成功进行工程调试和物理实验,全部超导磁体均已冷却到液氦温度,并获得了第一次等离子体.低温系统共有4台俄制氦透平膨胀机,通过气体绝热膨胀来获得低温.实验表明4台透平的设计满足EAST装置对冷量的需求,透平效率略低于设计值,流量比设计值大.介绍了EAST低温系统中4台透平膨胀机的设计参数、启动过程和运行,并对透平膨胀机在运行过程中的性能参数进行测试和分析.     

氦制冷机油气分离器设计及除油效果测试

对高压氦气的除油过程进行理论分析,将过程分为捕集-聚结-排液3个部分,并对捕集过程进行理论计算,在不考虑二次夹带的情况下,一级、二级油气分离器对油滴的理论捕集效率应大于97%和99.6%。对油气分离器进行结构设计,并通过实验检验设计的油气分离器的除油效果。测试结果显示一级油气分离器除油效率达到97.625%,与理论捕集效率较为一致;二级油气分离器除油效率67.37%,对二级除油效率与理论捕集效率存在偏差进行了分析。综合除油效率达到99.25%,满足工程设计要求。     

氦氢混合工质G-M单级脉管制冷机性能研究

对G-M型单级脉管制冷机采用氦氢混合工质在30 K温区进行实验研究,从制冷量、COP、压降特性、压缩机耗功、制冷温度的稳定性等方面进行了讨论和分析,同时给出了在最优状态下加载热负荷的温度变化情况.实验结果表明,采用适当配比的氦氢混合工质有助于提高脉管制冷性能.     

斯特林制冷机静态真空系统设计与试验

静态真空是星载斯特林制冷机在地面进行各项性能试验的必备条件,它主要由杜瓦和真空保持系统组成。主要介绍斯特林制冷机杜瓦和真空抽气系统的设计。通过试验证明,该系统能够满足斯特林制冷机进行性能试验所需的真空条件。     

基于遗传算法的20 K氦制冷机的优化设计及其热力学分析

通过计算机程序实现10 k W@20 K的大型氦制冷机的热力学过程,在此基础上分析了流程中压缩机和透平膨胀机入口压力对系统制冷系数和效率的影响。同时与Matlab编写的遗传算法接口相连交互数据,从而实现针对该制冷机热力学参数的优化。选取制冷量和系统效率的加权值为优化目标,压缩机和透平膨胀机入口压力为待优化参数,通过遗传算法(GA)的优化计算得到了稳定的最优解,表明遗传算法在优化大型制冷系统过程中可以快速高效搜索到满足目标要求的全局最优解。     

牛津型斯特林制冷机动态模拟及实验验证

建立了模拟单级牛津型特林制冷机的动态特性的数学模型，该模型考虑了压差损失，传热损失等许多实际因素的影响，运用数值方法对其控制方法进行了求解，计算结果非常接近实验结果。     

Thermal design and tests of a subcooled superfluid helium refrigerator

Design methods for a subcooled superfluid helium refrigerator with high efficiency are studied. The design details are presented for a He I heat exchanger (perforated disk stack type), a He II heat exchanger (low fin tube type), an expansion valve, a safety valve, an initial filling valve and a pumping system. Heat loss, cooling capacity and cooldown time are also calculated. The test results for the trial-manufactured refrigeration system are presented in comparison with the designed values.     

中国散裂中子源低温系统氦制冷系统的安装与调试

氦制冷系统是中国散裂中子源(CSNS)低温系统的重要组成部分,能够为氢循环系统提供2 200 W@20 K的冷源。介绍了CSNS氦制冷系统的组成及设备布局图及氦制冷系统的调试原理,完成了控制界面图及氦制冷系统的安装和调试准备工作,详细说明了调试的过程,获得了700 W/1 400 W/2 200 W 3种制冷功率下的状态参数。氦制冷系统调试顺利完成,结果满足了验收指标。     

周期性冲击对大型超导核聚变低温系统氦透平膨胀机影响研究

超导核聚变装置磁体会因"交流损耗"而产生大量的热,迫使磁体内通道压力升高,导致与之直接相连的氦透平膨胀机的运行稳定性与运行效率受到严重影响,从而影响超导核聚变实验。详细分析超导核聚变装置用低温氦透平膨胀机受周期性冲击的机理与不可回避性,并用提高氦透平膨胀机本身性能、改善制动调节与氦透平膨胀机出口压力调节的反馈控制思想,得出一些提高氦透平膨胀机稳定性、降低冲击的方法。高效气体轴承与优化的转子结构可以有效提高氦透平膨胀机本身的抗干扰能力;快速响应制动功率,使之与负载匹配,可有效改善外界干扰程度;氦透平膨胀机出口压力快速调节,可降低氦透平膨胀机进出口参数,降低影响。     

Compact dilution refrigerator with a cryogenic circulation cycle of He3

A He³-He⁴ dilution refrigerator has been constructed which circulates He³ by using two alternately operating adsorption pumps which are in the same cryostat as the dilution refrigerator. The scheme described here organised the low temperature circulation cycle such that the construction and cryostat communications were essentially simplified, the dimensions of the arrangement were decreased which resulted in a circulation velocity of 10^?4 mole s^?1, which was sufficient to obtain a temperature in the order of 10 mK.     

Interfacing small closed-cycle refrigerators to liquid helium cryostats

Several different means of connecting small closed cycle refrigerators to liquid helium cryostats for the purpose of reliquefying the boiloff or reducing the boiloff rate are described. Interface principles which enhance the reliability and serviceability are presented. Most of the interfaces which are described permit the refrigerator to be serviced while maintaining liquid helium in the cryostat.     

微型整体式斯特林制冷机系统的计算机仿真优化研究

从热动力学的角度,采用计算机辅助工程设计的方法对微型整体式斯特林制冷机进行整机系统的数值仿真,建立了系统计算机仿真模型,得到了不同行程配比下的内部流动状态,结果与实验得到的数据吻合得较好;从计算和实验两个角度分析了两者行程配比变化同整机性能之间的关系,为旋转式微型斯特林制冷机的几何结构设计提供了重要的参考依据.     

EAST低温系统俄制氦透平膨胀机维修改进与测试

EAST氦低温系统是EAST( Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)先进超导托卡马克实验装置重要子系统之一,4台不同进口参数的氦透平膨胀机又是EAST氦低温系统的核心部件,4种类型的氦透平膨胀机全是俄罗斯进口的氦透平膨胀机,其启动过程稳定差,易损坏.主要对俄制损...     

船艇冷库模糊控制系统的设计与仿真

船艇冷库温度控制质量的优劣直接关系到库内所存货物的质量、制冷系统的能耗和环境污染等问题。本文提出利用遗传算法对船艇冷库模糊控制系统的控制规则和隶属度函数进行优化。通过仿真表明，该算法能够使模糊控制系统的控制品质得到较大的改善和提高。