用边界单元法求解巷道围岩的散热量

将围岩温度场的导热微分方程及其单值性条件转化为无因次形式,将求解巷道壁面温度或围岩散热量的问题归结为求解不稳定换热准数Ｋｕτ。利用二维不稳定导热方程的时间相关基本解建立边界积分方程,用边界单元法计算风流与围岩不稳定换热准数。在此基础上编制了计算机程序,根据计算结果绘制了巷道不稳定换热准数随毕渥准数Ｂ及傅立叶准数Ｆｏ的变化曲线。对于实际问题,可先计算该问题对应的Ｆｏ和Ｂ,再按本文方法确定Ｋｕτ,     

用于冷却HTc SQUIDs的脉冲管制冷机系统的设计分析

设计出一套以冷却HTc SQUIDs(高温超导量子干涉仪)为目的的基于Stirling型同轴脉冲管制冷机的低噪声低温系统并进行了系统化的试验。为消除制冷机产生的复杂干扰并实现与器件的直接耦合,所有处于SQUIDs拾波线圈附近的制冷机部件都由无磁、非金属和电绝缘的材料制作。详细描述了制冷机部件材料的选择以及制冷系统的设计与优化,并对系统的综合性能进行了分析与评价。初步试验显示系统的制冷性能和干扰特性满足冷却HTc SQUIDs的基本要求。     

无磁非金属微型同轴脉冲管制冷机的设计分析

分析了脉冲管制冷机系统中存在的主要干扰源 ,并给出了其相应的解决方法 ,在此基础上设计并制作了一台无磁非金属微型同轴脉冲管制冷机。常规脉冲管制冷机中由磁性或金属材料所产生的电磁干扰和感应涡流 ,是将微型脉冲管制冷机应用到高灵敏度高温超导量子干涉仪冷却上的最大障碍。作者采用一系列无磁非金属电绝缘的材料完全替代脉冲管中的磁性或金属材料 ,以实现脉冲管制冷机的低电磁干扰化、甚至无电磁干扰化 ,并最终实现利用脉冲管制冷机 ,有效冷却包括高温超导量子干涉仪在内的对电磁干扰要求极严格的高温超导器件     

脉冲管制冷机惯性管调相能力的实验研究

为了验证脉冲管制冷机惯性管理论模型的准确性,通过修正压缩机活塞表面质量流的方法间接测量了惯性管入口质量流幅值及质量流与压力波之间的夹角.对目前脉冲管制冷机中应用较为广泛的单段惯性管加气库及双段惯性管加气库的调相能力进行了测量,并将测量值与简化湍流热声模型计算结果进行了比较.所测单段和双段惯性管阻抗幅值及相位角随内径及长...     

高频微型非金属脉冲管制冷机轴向导热损失的计算分析

针对所开发的高频微型同轴非金属脉冲管制冷机进行了轴向导热损失的计算与分析,并与相同几何尺寸的金属脉冲管制冷机进行了比较。仅从降低轴向导热损失的角度讲,使用低导热率的非金属材料制作制冷机部件对制冷性能有较大的积极作用。对于2台实验样机而言,通过蓄冷器和脉冲管内的气体的轴向导热损失已经超出通过各自管壁的轴向导热而成为最大的导热损失项,但通过蓄冷填料的轴向导热损失却成为三项损失中一个可以忽略的小量,这是非金属脉冲管制冷机区别于相同几何尺寸的常规金属脉冲管制冷机的显著特点。     

高频微型同轴非金属脉冲管制冷机几何尺寸优化的实验研究

寻找出能使制冷机达到最佳制冷性能的部件几何尺寸匹配规律,是脉冲管制冷机研制过程中的一个重要任务.以设计的高频微型同轴非金属脉冲管制冷机为例,在设定部分固定参数的条件下,通过实验得出了脉冲管和蓄冷器各自的最佳长径比,最佳的脉冲管与蓄冷器的空体积之比,所得实验结果可以作为该类型脉冲管制冷机的初设计依据.     

超导单光子探测器用1~2 K制冷机热力学优化

对工作在1~2 K的超导纳米线单光子探测器(SNSPD)用多级脉冲管预冷焦耳－汤普逊(JT)的复合制冷机制冷性能进行了系统的热力学优化研究。阐述了该复合制冷机的结构设计和工作机理;基于热力循环分析提出了焓流模型,同时建立了适用于3 K以下温区的实际流体质量流量模型,并将二者结合,分析复合制冷机的性能;探讨了理想情况下净制冷量随末级预冷温度和上游压力的变化特性,应用所提出的模型通过离散参数拟合方法对二者进行优化。发现对于He-4和He-3工质,多级脉冲管末级最优预冷温度分别为11 K和8 K;以He-4为工质,该复合制冷机能在2.2 K的温度下提供85 mW以上的制冷量;以He-3为工质,能在1.0 K提供18.5 mW的制冷量,该性能能够满足SNSPD的实际应用需求。