現(xiàn)代世界上氦氣資源的日益緊張,推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室用的低溫真空設(shè)備向小型化和集約化方向的快速發(fā)展,促進(jìn)為小型低溫真空裝置提供液氦冷量的小型氦制冷機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。本文以單臺(tái)10K溫度級(jí)Gifford-McMahon制冷機(jī)為預(yù)冷冷源的氦節(jié)流制冷機(jī)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱,G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)）為研究對(duì)象,采用熱力學(xué)基本原理分析了 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)的熱力循環(huán)性能,研究了 G-M制冷機(jī)冷頭預(yù)冷能力對(duì)制冷機(jī)系統(tǒng)制冷量的影響;針對(duì)4.5KG-M/J-T氦制冷機(jī)系統(tǒng)不同溫度區(qū)間的各設(shè)備工作特性,借鑒Cloude循環(huán)氦制冷機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),選取了的系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù),設(shè)計(jì)系統(tǒng)的冷箱、真空與絕熱系統(tǒng)、低溫?fù)Q熱器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等關(guān)鍵部分;采用傳熱學(xué)和流體力學(xué)基本原理深入分析系統(tǒng)各低溫設(shè)備內(nèi)的傳熱和工質(zhì)流動(dòng)特性,驗(yàn)證了系統(tǒng)各關(guān)鍵部分設(shè)計(jì)的合理性,完成了各關(guān)鍵部件的研制。本文搭建了開(kāi)式G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)制冷機(jī)降溫實(shí)驗(yàn),對(duì)制冷機(jī)系統(tǒng)的降溫性能和制冷能力進(jìn)行了深入的研究分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:設(shè)計(jì)的G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷系統(tǒng)能夠了穩(wěn)定降溫到液氦溫度并在該溫度下獲得一定制冷量的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：122 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 低溫物理學(xué)與低溫制冷技術(shù)
    1.3 以G-M制冷機(jī)為冷源的小型氦制冷機(jī)發(fā)展
        1.3.1 以G-M制冷機(jī)為冷源的冷凝式小型氦制冷機(jī)
        1.3.2 以G-M制冷機(jī)為預(yù)冷冷源的J-T循環(huán)式小型氦制冷機(jī)
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 G-M/J-T氦制冷系統(tǒng)熱力學(xué)分析與計(jì)算
    2.1 氦與氦制冷機(jī)系統(tǒng)
        2.1.1 氦的基本性質(zhì)
        2.1.2 氦制冷機(jī)系統(tǒng)
    2.2 G-M/J-T混合氦制冷熱力循環(huán)參數(shù)選擇
    2.3 G-M/J-T氦制冷循環(huán)的分析與優(yōu)化
    2.4 本章小結(jié)
第三章 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)冷箱的設(shè)計(jì)
        3.1.1 冷箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.2 材料的選擇
        3.1.3 密封與連接
    3.2 真空與絕熱設(shè)計(jì)
        3.2.1 真空設(shè)計(jì)
        3.2.2 絕熱設(shè)計(jì)
    3.3 換熱器設(shè)計(jì)
        3.3.1 冷頭換熱器設(shè)計(jì)
        3.3.2 主回路換熱器設(shè)計(jì)
    3.4 測(cè)量采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.4.1 溫度與制冷量測(cè)量
        3.4.2 流量與壓力測(cè)量
        3.4.3 數(shù)據(jù)采集
    3.5 本章小結(jié)
第四章 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)的傳熱分析
    4.1 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)的溫度分布
    4.2 換熱器的傳熱分析
        4.2.1 冷頭換熱器的傳熱分析
        4.2.2 主回路換熱器的傳熱分析
    4.3 低溫?zé)岱雷o(hù)屏的傳熱分析
        4.3.1 熱防護(hù)屏冷卻管內(nèi)流動(dòng)傳熱過(guò)程
        4.3.2 熱防護(hù)屏熱負(fù)荷分析
        4.3.3 熱防護(hù)屏溫度分布ANSYS分析
    4.4 低溫調(diào)節(jié)閥的傳熱分析
        4.4.1 低溫調(diào)節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu)與性能
        4.4.2 低溫調(diào)節(jié)閥的冷量損失分析
        4.4.3 低溫調(diào)節(jié)閥的溫度分布ANSYS分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)與討論
    5.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        5.1.1 制冷機(jī)設(shè)備試裝配
        5.1.2 制冷機(jī)冷箱內(nèi)管路的安裝
        5.1.3 制冷機(jī)的壓力和檢漏測(cè)試
        5.1.4 測(cè)量器件和絕熱真空設(shè)備
    5.2 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 熱防護(hù)屏降溫實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 制冷機(jī)低溫調(diào)節(jié)閥的降溫實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 制冷機(jī)系統(tǒng)降溫實(shí)驗(yàn)
    5.3 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)制冷量測(cè)試實(shí)驗(yàn)
    5.4 G-M/J-T混合循環(huán)氦制冷機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.4.1 制冷機(jī)測(cè)試結(jié)果的誤差分析
        5.4.2 制冷機(jī)測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)處理
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 本研究工作進(jìn)一步的展望和設(shè)想
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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