双向进气型脉冲管膨胀机能流分析研究

通过建立双向进气型的脉冲管膨胀机系统焓流模型,分析识别了能流在系统内部流向及变化规律,构建了热端换热器换热物理模型,分析出双向进气结构在模型中对热端换热器的焓流熵流影响。建立系统内小孔阀计算模型,并开展实验测试,获得焓流随时间变化关系。该研究有助于其进行性能预测。

液氢零蒸发储存系统研究现状与展望

液氢储能密度大,应用前景广泛,实现零蒸发储存是液氢储存的目标。介绍了过热蒸气模型、两相流三维理论模型和三区模型等五种典型的理论模型。通过对模型的分析,总结了模型的发展方向主要为大型液氢储罐热分层和自增压现象的理论研究。分析了目前液氢零蒸发储存系统的关键技术,包括被动热防护技术、主动热防护技术和压力控制技术三个方面,指出了绝热材料性能、20 K温区制冷机效率和蒸气冷屏(VCS)为重要的发展方向。对国内外液氢零蒸发储存系统的发展进行了系统性的概述,分析了不同液氢零蒸发储存系统的实验结果,以及特点和不足。最后针对液氢零蒸发储存系统的发展提出了展望。

冷却高温超导磁体的大冷量单级G-M制冷机

随着高温超导磁体在电工技术方面日益广泛的应用 ,如高温超导限流器、高温超导变压器、高温超导储能系统等 ,对工作在 30K～ 4 0K、并可提供 50W～ 1 0 0W制冷量的低温制冷机提出了需求。常规的单、双级G M制冷机产品不能满足高温超导磁体的冷却要求。本文初步得到了提高单级G M制冷机性能、增大4 0K温度以下制冷量的方法 ,并在一台常规单级G M制冷机上验证 ,获得了 30W/4 0K制冷量的好结果 ,指明了研制这种大冷量G M制冷机的方向 ,为成功研制冷却高温超导磁体的大冷量单级G M制冷机走出了第一步。

5.4K双级G—M型制冷机的实验研究

本文描述了以新型磁性蓄冷材料Er_3Ni为二级蓄冷器填料的双级G—M型制冷机在不同转速下的实验结果及和常规材料Pb为二级蓄冷器填料的双级G一M型制冷机的性能比较。该制冷机的二级最低温度为;60rpm时,6.1K;48rpm时,5.4K;36rpm时,最低温度出现了4.28K的峰值.

500mW/4.2K双级G—M型制冷机的实验研究

This paper describes the design principle and test results of a two-stage G-M refrigerator with lowest refrigerating temperature of 3.0K and cooling capacity of 0.5W and 4.3W at 4.2K and 10.0K respectively. The main points of the successful development of this prototype are following:1. Using ErNi2 as regenerator matrix in second stage.2. Properly designing the structure of 2-stage regenerator according to the results of the numerical calculation.3. Properly designing the structure of the heat exchanger in cold head after carefullyanalysizing it.

75m三相交流高温超导电缆的研制

成功研制的75m长10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆是目前世界上少数几组并入实际电网试验运行的三相交流高温超导电缆之一。超导电缆芯采用均流方法设计,在自主开发的专用绕线机上绕制;低温杜瓦管采用柔性波纹管和真空绝热结构;电缆的绝缘设计和加工实现了与常规电缆电绝缘工艺的兼容;低温制冷系统采用减压降温方式;在线监测系统采用光-电转换技术实现高电压隔离。该超导电缆的交流载流能力大于3500A,自2004年12月起,已累计在配电网中运行达7000h。

超导磁分离在造纸厂污水净化中的应用

针对小型造纸厂污水处理问题,开展了超导磁分离技术研究。设计并研制出制冷机直接冷却的高温超导磁体,磁体中心磁场在直流运行状态下达到1.48T,交流运行状态达3.92T。利用该超导磁体对造纸厂废水进行了磁分离处理。实验中,预先在废水中加入经过表面等离子有机改性的铁磁性颗粒,并与污水中非磁性有害物质絮接,通过强磁场实现水中污染物的分离。实验结果表明,经磁分离处理的集水池废水COD值由起始的1780mg/L降到147mg/L,净化效果良好。讨论了利用等离子体聚合薄膜制备具有强捕捉能力的磁性粒子工艺。

超导磁分离工业废水处理技术研究

超导高梯度磁分离污水处理是一种新型的污水处理技术。采用超导磁体和经过表面有机改性的铁磁性颗粒为"磁种"与污水中非磁性有害物质絮接,通过强磁场分离COD值降到78 mg/L,污水净化效果良好。讨论了利用等离子体聚合薄膜制备具有强捕捉能力的磁性粒子工艺。

液氦/超流氦制冷系统负压换热器仿真及优化设计

针对液氦/超流氦制冷系统负压换热器,开发了一种基于分布参数微元法的准一维换热器计算模型,并采用该模型对换热器进行了仿真计算及优化设计。在传统换热器设计方法的基础上,该模型进行了分块考虑,加入了低温下变物性和轴向热损失等因素的影响,并对换热器进行温度、压力耦合计算,准确得出了换热器内部的温度和压力场。最后,针对一个实际工况下的液氦/超流氦换热器进行了传热、流动设计和材料、翅片结构优化,结果表明：处于临界状态附近的换热器设计需要更加准确的工质物性,当换热器材料的热导率在4-10W/（m·K）之间时,轴向导热效应对换热器长度和性能影响较小。该设计工况中采用的板翅式换热器材料为Al6061,5层排列结构（CHCHC）,翅片结构为JC654202/JC474202,能够满足设计需求。该研究工作为后续实际液氦/超流氦制冷系统负压换热器优化设计提供理论和技术支持。

10米10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆低温系统

低温系统是该试验装置的一个主要分系统 ,采用增压过冷液氮冷却高温超导电缆及其电流引线 ,是国内首次采用过冷液氮循环冷却高温超导电缆的低温系统。低温系统包括两大部分 :过冷液氮循环部分和制冷部分。在过冷液氮循环部分 ,以低温泵的扬程作为循环流动动力 ,液氮通过与制冷部分的热交换 ,获取冷量 ,被输送到高温超导电缆低温容器和终端 ,液氮通过与电缆的换热释放其冷量 ,最后回到气液分离器 ,进入下一个循环过程。制冷部分采用液氮减压降温获取冷量 ,其最大制冷量 3.3kW ,液氮消耗 72L/h。

10米10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆液氮冷却系统的设计

液氮冷却系统是 10米 10 5kV/ 1 5kA三相交流高温超导电缆实验装置中的一个主要分系统。介绍了液氮冷却系统设计方案的选择 ,提供了液氮冷却系统的主要设计计算内容 ,并通过与高温超导电缆联机试验 ,表明了该液氮冷却系统的设计是成功的 ,为 75米三相交流高温超导电缆研制提供稳定可靠冷源奠定了基础。

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。除快速测量的优点外,装置具有很高的测试精度,通过对标准不锈钢304样品的测试比对,证明该装置的测试误差在8%以内、测量温区达到8—300 K。

高温超导电缆低温系统数据实时监控

介绍自行研制的高温超导电缆低温系统的实时监控系统。该系统包括温度测量、压力测量、流量测量、液位测量 4部分。该系统基于计算机和MCGS组态软件 ,具有操作简便、运行可靠、采集高效精确等优点 ,并通过与高温超导电缆的通电实验。结果表明 ,这套数据实时监控系统能满足高温超导电缆低温系统的各项参数的测量要求。该监控系统的成功研制 ,为类似的超导低温工程项目中数据的采集和控制提供了参考。

直接达到液氦温度的G-M型制冷机及其应用

随着低温下具有高比热峰值的磁性稀土材料的发现，大幅度提高Ｇ Ｍ型制冷机的性能具有了可能性。基于磁性稀土填料Ｅｒ３Ｎｉ、ＥｒＮｉ、ＧｄＲｈ 等的特性，根据热力过程分析和数值计算结果，对双级Ｇ Ｍ 型制冷机进行了重新设计、加工，使其达到了液氦温度。介绍了我们研制的４．２ Ｋ双级Ｇ Ｍ 型制冷机的设计和结构。该制冷机的最低制冷温度为２．６ Ｋ，制冷量为５８０ ｍ Ｗ／４．２ Ｋ、１ １００ ｍ Ｗ／５．０ Ｋ，热工效率高。同时简要介绍了该制冷机的应用。

非金属绝热材料低温热导率测试装置

建立了一套非金属绝热材料低温热导率测试装置,测试采用稳态轴向热流法,高真空绝热,通过可控气体热开关提高了样品的降温速度,运用该装置对聚氨酯隔热材料液氮到室温温区热导率进行了测量,并对装置的重复性以及漏热和误差进行了分析。

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。

中国反应堆冷中子源现状与展望

本文指出我国处于国防科学发展的关键时期 ,介绍了冷中子源系统在反应堆工程和物质科学研究中的特殊作用 ,分析了俄罗斯等国冷中子源系统的特点 ,提出了关于方案选择的一些考虑 ,介绍了我国反应堆冷中子源现状以及中国科学院在我国国防科学中的作用。

超导线材短样测试装置测量系统

介绍了自行研制的超导线材短样测试装置的实时测量系统,包括温度、压力、液位、电流、电压降测量5个方面。该系统基于计算机和MCGS组态软件,选用合适的传感器和测量方法,采用A/D数据采集卡实现超导线材短样测试装置数据的实时显示和记录。测量系统具有操作简便、运行可靠等优点,已经通过与超导线材短样测试和超导磁体失超等实验,给出实验结果。这些结果表明,测量系统能满足超导线材短样测试装置的各项数据测量要求。该系统实现了低温测量和电量测量的有机结合,其成功研制为应用超导低温制冷系统的数据采集提供了参考。

固体材料低温比热测量技术综述

材料低温比热测量对新材料研究和应用具有重要意义,低温比热测量是低温物理研究领域最活跃的研究方向之一。对低温比热测量研究历史作了简单的介绍,对各种低温比热测量方法的原理、应用、发展进行了较全面的综述分析,对超低温、强磁场、放射性样品等特殊情况下比热测量作了讨论。

带冷量回收的污氦气冷凝纯化方法

以HYSYS为工具对氦冷凝纯化的影响因素进行了理论分析,为氦冷凝纯化的纯化压力选取提供了依据。同时,对冷凝纯化过程中的冷量回收利用方式进行了理论研究,提出了对杂质冷凝液节流后回热的新方法,经过模拟计算,提高了氦冷凝纯化的经济性。