超导电缆过冷液氮冷却循环系统设计及试验验证

超导电缆过冷液氮冷却循环系统是三相同轴高温超导电缆试验装置中的主要分系统。根据电缆运行参数和负荷要求,进行了过冷液氮冷却循环系统的流程设计;对冷箱和稳压装置进行了结构设计;对流程阻力进行了分析计算,选择了水力曲线匹配的液氮泵;结合电缆的热负载要求,对浸液式盘管换热器进行设计计算,联机试验结果表明设计满足冷却要求。

一种新的灵芝孢子破壁工艺——过冷液氮淬冷破壁

本文利用一种新的灵芝孢子破壁方法—过冷液氮淬冷破壁法进行了灵芝孢子破壁实验,证明了该方法具有破壁效果较好、效率高、操作简便等特点;冻结解冻循环次数对灵芝孢子破壁率有显著影响,破壁率随冻结解冻循环次数增加呈先快后慢的上升趋势。

平板在过冷液氮中的淬冷沸腾传热的实验研究

用直径为５０ ｍ ｍ 、厚度为２０ ｍ ｍ 的平板实验研究了倾斜平板在过冷液氮中的淬冷沸腾传热， 方位角为０°（热面水平向下） 到９０°（热面垂直）， 液氮过冷度为０～１３ Ｋ。由实验结果得到， 在所有方位角情况下， 随着液氮过冷度的提高， 在热流密度曲线图上的热流密度曲线向右上方移动； 从最小膜态沸腾点向过渡膜态沸腾转变时， 有一热流密度迅速提高的突变过程， 过冷度越大， 这种突变过程表现得越突出。

用于低温永磁波荡器的过冷液氮冷却循环系统

低温永磁波荡器(CPMU)是第三代同步辐射光源的重要插入件,可有效提升光源的束流品质。CPMU必须在液氮温区工作才能发挥其作用,因此过冷液氮循环系统(SLNCS)就成为其工作必须的重要外围设备。为了给CP MU提供冷却,按照要求进行了循环系统的流程设计和工作模式设计;对冷箱杜瓦和自动控压装置进行了结构设计;分析计算了流程阻力,并以此为基础选择了合适的液氮泵;结合CPMU要求的热负载,对过冷换热器进行了设计计算。过冷液氮循环冷却系统的离线测试和在线测试表明,设计满足CPMU的冷却要求。

用于HEPS-TF低温波荡器的过冷液氮循环系统

在高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)的插入件系统中,将要研制一台基于镨铁硼永磁铁的低温波荡器(CPMU)。低温波荡器要求磁铁磁极阵列工作温度要在85 K以下,同时整个大梁轴向的温度梯度不超过1.5 K/m。经过理论计算,低温波荡器在有束流情况下的热负荷约660 W@80 K。为冷却低温波荡器大梁磁结构,设计了一套过冷液氮闭循环迫流冷却系统。为了确保磁铁有更好的低温效果和温度均匀性,低温波荡器内大梁采用了双通道冷却设计。最后,根据低温流程设计了可行的机械结构,称其为液氮过冷器冷箱。

超导电缆循环过冷液氮温度场模拟

建立了循环过冷液氮在恒温器内迫流冷却超导电缆的模型,利用Fluent软件模拟了30 m电缆系统内液氮温度场在不同流量、终端漏热、交流损耗等工况条件下的变化情况。仿真结果表明,在终端漏热和交流损耗一定时,液氮出口断面的最高温度随流量的增大而降低;在流量和交流损耗一定时,液氮出口断面的最高温度随终端漏热的增大而升高;在流量和终端漏热一定时,液氮出口断面的最高温度随交流损耗的变化不明显。

基于减压降温原理的过冷液氮冷却系统研制

随着超导技术的迅速发展,为超导材料提供低温环境的制冷系统得到了越来越多的关注。本文详细介绍了一种基于减压降温原理的高温超导电机过冷氮冷却系统,包括技术指标及相关要求、总体结构、关键技术、热负荷分析与计算等。系统采用减压降温获得过冷液氮,冷却电机中超导线圈。液氮进口温度68K,出口温度72K。主要由供液杜瓦、过冷箱、抽空泵、超导线圈杜瓦、返液杜瓦、低温管路及温度仪表组成。试验证明,该冷却系统设计合理、操作方便,成功实现了超导电机的加载运行。

小样品在过冷液氮中的淬冷沸腾传热

本文用沉浸法研究小样品沉浸入过冷液氮的沸腾传热特性。实验发现，沉浸样品的直径减少、液氮过冷度增大，均导致沸腾的热流密度急剧向右上方移动。当小直径足够小，过冷度足够大时，稳定膜态沸腾段消失了，“Ｍ”形的沸腾曲线变为“Λ”形。

小样品在过冷液氮中淬冷时冷却速率的实验研究

本文通过小样品在常压过冷液中的淬冷实验，揭示了液氮过冷度和样品尺寸对小样品淬冷时冷却速率的影响．实验结果表明，增加液氮过冷度、减小样品尺寸均能有效地提高样品的冷却速率，对小生物体的低温保存和低温固定非常有利．

过冷液氮和氮浆的制备及在低温保存中的应用

过冷液氮和氮浆是重要的低温冷却剂,与饱和液氮相比它们能够提供更好的冷却效果,在低温冷却领域极具应用潜力。本文对过冷液氮和氮浆的制备的方法进行了总结;归纳了过冷度、流速、固相比例及粒径大小等因素对过冷液氮和氮浆的传热特性的影响;陈述了过冷液氮和氮浆在生物材料玻璃化保存中的应用优势,也对重复制取困难和在某些案例玻璃化保存中未显现优势等问题做了总结。

液氮冷冲击煤的作用范围及力学损伤机理

低温流体液氮对煤冷冲击的作用范围、煤内部因温差形成的热应力变化规律及其对煤形成损伤的力学作用机理,均是液氮在煤岩增透领域应用中亟待研究的关键问题。利用非接触式全场应变测量装置、红外温度场测量装置和热电偶温度测量装置,测得开放环境下液氮冷冲击煤样钻孔后,钻孔周边煤体温度场及应变场随冷冲击时间的变化规律。通过建立包含弹性模量、泊松比、热膨胀系数、测点温差及测点所在半径参数的热应力模型,设计实验测得模型各参数并代入其中求解,计算得到煤岩内部不同位置处的热应力及其随冷冲击距离和时间的变化规律,并针对3类不同变质程度煤的上述规律进行对比。研究结果表明,在液氮冷冲击过程中,3类煤样内部各测点处的温度均呈现出快速降低—缓慢降低—稳定的变化规律,各测点处的热应力均经历了快速增长—缓慢增长—无增长3个阶段。距离冷冲击钻孔越近,相邻测点间的温度相差越大,所产生的热应力越大。液氮冷冲击1 800 s后,3类煤样各测点处的热应力均基本达到稳定阶段,距离冷冲击钻孔1 cm处所产生的热应力均≥1.84 MPa。液氮冷冲击能够使煤内部产生4类变形进而对煤造成损伤,其中“因压致拉”所产生的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类变形及3者相互组合的复合型变形,是煤体形成损伤产生复杂裂缝的根本原因。然而,液氮冷冲击对不同煤的降温及变形范围虽存在差异,但总体作用范围有限,仅能够在钻孔周边产生损伤,因此,液氮冷冲击技术建议结合压裂工艺进行应用,冷冲击所产生的损伤可用于降低起裂压力,并使压裂裂缝更为复杂。

一种用于CD高温超导电缆的过冷液氮低温系统

介绍了安徽万瑞冷电科技有限公司研制的首条冷绝缘(CD)型10m/35kV/2kA高温超导电缆过冷液氮低温系统。系统主要由泵箱、冷箱、输液管道、液氮储槽及监控系统组成。该系统由G-M制冷机提供冷量,低温液氮泵提供循环动力,过冷液氮为闭循环介质。给出了过冷液氮低温系统调试运行结果。

全国首创!湖北出台技术指引规范涉液氮速冻隧道线企业安全管理

1月10日,位于荆州石首市的一家水产品深加工企业一派繁忙景象。在企业速冻车间门口处,贴着醒目的《涉液氮速冻隧道线企业安全技术管理指引(试行)》(以下简称《指引》),工人进车间开始工作前都会快速看一遍。该《指引》系湖北省应急管理厅创新制定而成。2023年11月17日,湖北省应急管理厅办公室向全省各地应急管理局下发通知,要求各地迅速将省应急管理厅制定的《指引》转发至有关企业,并指导企业加强液氮速冻隧道线(指采用液氮深冷速冻工艺的隧道式制冷设备——编者注)的安全管理。

低温波荡器过冷液氮循环的设计与实验研究

高能同步辐射光源中,波荡器是插入件系统中的最前沿设备,低温可大幅提高其内禀矫顽力和峰值场强。本文设计了“过冷液氮迫流冷却循环”,采用全真空绝热设计,分析了稳压的理论本质,并提出了新的稳压方式。搭建实验台,对过冷液氮迫流循环的稳定机制、载冷能力和热力学性质等进行了实验研究。结果表明,过冷液氮迫流冷却循环可长期保持,压力波动控制在±300 Pa范围内,验证了稳压机制的理论分析,达到同类设备的最佳水平。低温波荡器磁结构冷却在80 K左右,载冷量可以达到1000 W以上,达到高能同步辐射光源装置要求的各项指标。

低温永磁波荡器过冷液氮冷却系统的设计

低温永磁波荡器(Cryogenic Permanent Magnet Undulator,CPMU)是目前插入件技术发展的主要方向之一,其利用一些永磁材料,如钕铁硼(Nd Fe B)或镨铁棚(Pr Fe B)的磁场性能在低温下明显高于室温的特性来提高波荡器性能和光源束流品质,工作温区为50-150 K,需要冷却系统的冷却。CPMU冷却系统主要包括过冷液氮冷却系统和磁体阵列冷却回路。本文介绍了上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)CPMU过冷液氮冷却系统的设计方案和设计参数,进行了系统主要热负载的分析;对冷却系统中关键设备之一的过冷换热器进行了设计,并计算分析了过冷氮流经CPMU冷却系统的全程阻力损失,为系统另一关键设备液氮泵的选型提供依据。对CPMU过冷液氮冷却系统进行的在线测试表明,该设计满足CPMU样机的冷却需求。

钻孔注水-注液氮冷裂增透煤的数学模型研究

为确定贫水煤层钻孔注水-注液氮增透煤层技术方法的设计技术参数,建立了钻孔注水润湿数学模型,提出了注水时间和润湿半径的计算公式;基于热力学理论,建立了钻孔煤注液氮冷裂增透模型,给出了注液氮冷冻煤层的温度场演化解析解,给出了煤层注液氮冷裂增透半径计算公式。利用建立的模型分析了影响煤层工作面钻孔注水-注液氮技术方法效果的因素和规律,结果表明:注水压力8 MPa、储层压力1.1 MPa下,注水8.7 h,注水润湿半径可达1.2 m;液氮冷冻时间增加,冷裂增透半径增大,但增长速率减小;液氮冷冻240 h后,再增加冷冻时间,冷裂增透半径基本不变;液氮冷裂增透180 h,冷裂增透半径为1.2 m,研究为贫水煤层注液氮冷裂增透工程设计提供了指导。

液氮速冷技术对海绵蛋糕口感的改良

本文通过基础数据的采集、定量分析、单因素实验等的方法,得到了液氮速冷技术可以使海绵蛋糕脆性口感达到最佳的数据配比,并以此产生一种新型糕点种类,可制成商品化产品进行推广销售。

液氮速冷技术对乳鸽脆皮口感的改良研究

利用对液氮速冷技术已有的试验经验,在掌握液氮速冷技术对食物的影响的基础下,以脆皮乳鸽取皮部位、液氮体积、液氮浸泡时间为主要因素,研究液氮对脆皮乳鸽皮质的改良。利用正交实验考察不同因素对脆皮口感感官评分的影响,并确定最佳条件。

液氮深冷处理有机废气的技术进展

介绍了近年来国内外挥发性有机废气治理技术,重点分析了液氮深冷处理有机废气的技术原理,结合公司的应用实际详细介绍了液氮深冷在处理有机废气上应用,展望了该技术的优点及应用前景。