大型氦低温系统关键技术及工作特性研究

发布时间：2023-02-22 18:57

　　大型氦低温系统是指以氦气为工质,制冷温度达到并维持在20K以下的制冷系统。大型氦低温系统能够为航空航天、大科学工程以及交通医疗等领域提供所需要的极端低温环境和技术支持,对于推动我国前沿科学和高科技产业的发展发挥着重要的作用。随着我国低温技术的广泛应用,对于氦低温制冷系统的制冷能力要求越来越高,使得对于大型氦低温系统的关键技术和工作特性的研究成为工作的重点。基于以上研究背景,本文围绕着研究20K温区的大型氦低温系统的工作特性,以低温系统中的关键设备的工作特性为研究对象,分别从仿真模拟和实验研究两个方面分析了超临界氦气在低温下的对流换热特性。目的是为氦低温系统在低温下安全高效的运行提供设计保障与理论依据。主要研究内容如下:(1)本文以逆布雷顿循环为基础,对2kW@20K的氦低温系统进行了流程设计与动态模拟。通过对低温系统中的螺杆压缩机、透平膨胀机、低温换热器和低温调节阀等关键设备的热力学特性的研究,给出了其在系统降温过程中的动态仿真模型,对氦低温系统降温过程进行了动态仿真模拟,并通过实验验证仿真模型的准确性。(2)针对氦低温系统对制冷工质纯度的要求,深入研究了流速、温度、滤芯参数以及活性炭...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外大型低温系统的研究进展
    1.3 大型氦低温系统关键技术
    1.4 本文研究的基本思路与研究内容
2 大型氦低温系统动态仿真
    2.1 前言
    2.2 大型氦低温系统关键设备
    2.3 大型氦低温系统流程设计
    2.4 大型氦低温系统动态降温过程仿真
    2.5 本章小结
3 大型氦低温系统纯化器的研制
    3.1 前言
    3.2 低温系统氦气中杂质去除原理及方案选择
    3.3 高精滤油器设计研究
    3.4 大型氦低温系统中杂质浓度测量系统
    3.5 本章小结
4 大型氦低温系统实验研究
    4.1 前言
    4.2 模拟负载设计研究
    4.3 大型氦低温系统加载运行实验
    4.4 实验结果分析
    4.5 本章小结
5 全文工作总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 本论文的创新点
    5.3 工作展望
致谢
参考文献
附录 攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3748113