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文檔簡(jiǎn)介

低溫原理與設(shè)備

低溫的獲得方法

能源與動(dòng)力工程學(xué)院

第五講獲得低溫的方法

相變制冷氣體絕熱節(jié)流氣體等熵膨脹絕熱去磁制冷稀釋制冷熱聲制冷其它相變制冷液體汽化抽汽升華液體汽化

原理:

利用潛熱、顯熱應(yīng)用：空調(diào)、冰箱、冷庫(kù)超導(dǎo)體冷卻紅外元件冷卻（制導(dǎo)、成像等）

抽汽原理:

抽汽、降壓、降溫應(yīng)用：液體到更低溫液體或固體升華原理:

固體直接升華成氣體應(yīng)用：空間醫(yī)療

氣體絕熱節(jié)流

焦耳—湯姆遜（J—T）效應(yīng)

在絕熱條件下，氣體通過(guò)一個(gè)多孔塞從高壓區(qū)向低壓區(qū)膨脹。當(dāng)流動(dòng)充分緩慢時(shí)，在多孔塞兩側(cè)氣體有完全確定的壓力和溫度。焦耳-湯姆遜實(shí)驗(yàn)示意圖

焦耳—湯姆遜系數(shù)及轉(zhuǎn)換曲線

焦耳—湯姆遜系數(shù)

等焓曲線上任一點(diǎn)的斜率叫做焦耳-湯姆遜系數(shù)焦耳—湯姆遜實(shí)驗(yàn)的等焓曲線和轉(zhuǎn)換曲線

部分氣體最大轉(zhuǎn)化溫度及其臨界溫度

絕熱膨脹

氣體等熵膨脹時(shí)，壓力的微小變化所引起的溫度變化稱為微分等熵效應(yīng)

氣體對(duì)外做功消耗內(nèi)能溫度降低

等熵膨脹過(guò)程

等熵膨脹過(guò)程的溫差，不但隨著膨脹比的增大而增大，而且還隨初溫的提高而增大，因此，為了增大等熵膨脹的溫降，可以提高初溫及增大膨脹比絕熱退磁制冷絕熱退磁制冷原理固體制冷劑—順磁鹽等溫磁化過(guò)程等溫磁化絕熱退磁制冷是先將順磁鹽，分子由排列不規(guī)則到規(guī)則，要放熱，絕熱退磁過(guò)程絕熱退磁分子排列由規(guī)則到不規(guī)則，要吸熱，消耗內(nèi)能，因而制冷。絕熱退磁制冷應(yīng)用絕熱退磁制冷應(yīng)用于獲取1K以下低溫氣體熱開(kāi)關(guān)作用原理應(yīng)用超導(dǎo)熱開(kāi)關(guān)作用原理應(yīng)用氣體液化的熱力學(xué)理想循環(huán)一次節(jié)流循環(huán)1895年德國(guó)Linde和英國(guó)Hampson分別獨(dú)立地提出了一次節(jié)流循環(huán)，因此文獻(xiàn)上也常稱之為簡(jiǎn)單Linde-Hampson循環(huán)。Linde-Hampson循環(huán)有預(yù)冷的Linde-Hampson液化循環(huán)

Claude系統(tǒng)Kapitza循環(huán)Heylandt液化循環(huán)復(fù)疊式制冷的液化循環(huán)正常氫轉(zhuǎn)化成平衡氫時(shí)的轉(zhuǎn)化熱

有液氮預(yù)冷的Cl

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