基于半导体制冷预冷的氮气冷冻刀系统实验研究

设计了基于三级半导体制冷的氮气J-T效应预冷器,研制了直径3 mm的冷冻探针,搭建了基于半导体制冷预冷的氮气冷冻刀降温实验系统。实验结果表明,本系统中冷冻刀在氮气初始压力8.5 MPa下节流温度可达-98.3℃,在初始压力为12 MPa下,节流后的氮气最低温度可达-120℃;冷冻刀的冷量随刀头恒定制冷温度的不同而不同,在氮气初始压力为8.5 MPa下,其制冷温度恒定为-47℃时,冷量为30 W,可满足杀死细胞的要求;水中冻结实验表明,氮气初始压力越大,冷冻刀冷量越大。     

低温推进剂蒸发量主动控制实验研究

以液氮为研究工质,基于研制的低温推进剂蒸发量主动控制实验平台开展了"零蒸发"贮存实验研究。该实验平台以G-M制冷机作为冷源,通过换热器对500 L液氮贮存容器内部输入冷量,以此控制液氮的蒸发速率,实现液氮的"零蒸发"贮存。实验研究表明,对于液氮贮存空间气相区和液相区分别输入冷量,均能抑制系统压力上升趋势,实现"零蒸发"贮存的目的,其中对于液相区输入冷量效率更高,能够在较短时间内降低系统压力。通过该实验平台上还进行了蒸汽冷却屏控制液氮蒸发速率研究,实验证明通过蒸汽冷却屏可以降低液氮蒸发速率。     

全金属芯片型节流制冷器的实验研究

采用不锈钢为材料以金属蚀刻芯片和真空扩散焊接工艺制成了芯片型节流制冷器,搭建了微型节流制冷器系统,以高压氮气和氩气为工质,研究了不同入口压力下无负荷节流的制冷温度和流量特性.实验结果表明:采用氮气为工质时,在入口压力为10.5 MPa工况下,最低制冷温度为102.9 K;采用氩气为工质时,在压力为8.6 MPa工况下可...     

自制气体节流冷却射频针性能初探

为测试自制气冷射频针的性能,验证气冷射频技术的可行性及有效性,设计了8种实验工况,实验过程中实时记录距射频针0.5cm、1.0cm、1.5cm处的温度值及消融时间,确定氮气压力、射频功率、冷却方式对消融效果的影响.实验结果表明:气冷射频针能显著延长射频消融时间,提高射频针外围的温度,温度提高幅度、消融时间均与氮气压力正相关;同样工况下,间断冷却比先冷时各点温度稍高,消融时间稍长,但并无显著性差异;30W功率时的各点温度均显著高于对应的45W功率时的温度,常温氮气节流后产生的冷量不足以有效延长45W以上功率时的消融时间.     

低温箱的新冷源:脉冲管制冷机

用脉冲管制冷机首次作低温箱的冷源进行可行性实验研究。已经建立起初步的系统实验装置,并进行了有关实验测试。实验结果和分析比较表明,脉冲管制冷机系统结构简单,运行可靠.具有优于低温氟里昂制冷系统的优点,而且在较高制冷温区的冷量输出可以满足冷负荷的需要,是替代低温氟里昂制冷系统的一个新途径。     

微型节流制冷器氮气氩气超高压供气系统设计

节流制冷器的工作性能与节流工质有很大关系.设计了一套超高压的氮气和氩气供气系统,其目的是提供超过100 MPa超高压的氮气和氩气气源,并满足常规的高压气源需求,同时提供了功能先进的气体纯度在线检测、超高压力在线检测和计算机控制功能,并有单独的模块单元,可以对氮气和氩气进行适合比例的混合,或提供其它成分的节流制冷器的混合工质气体.设计有不同气瓶容积下节流制冷器的跑合实验单元,对节流制冷器的耗气性能进行测试.     

天然气膜法脱碳过程中节流降温行为的研究

采用实验室自制的聚酰亚胺(PI)中空纤维膜组件，通过气体节流渗透降温实验装置，系统考察了天然气中主要气体组分、膜渗透速率、组件填充率、操作压力以及放空比等参数对于膜法脱碳过程中气体节流渗透降温规律的影响.实验结果表明，CO₂气体表现出最为显著的节流渗透降温现象；膜渗透速率、组件填充率、操作压力等参数的提高会加剧组件内CO₂气体节流渗透降温程度，即降温速率变快且降温程度更严重；操作压力为1.5 MPa、进气温度为24.0℃时，膜组件内产生近20℃温降；放空比的提高在一定程度上有利于缓解组件内的温降现象.这些结果揭示了相关参数对膜组件内CO₂节流渗透降温行为规律性的影响，为天然气膜法脱碳过程中CO₂节流渗透降温行为的预判提供了科学有效的理论依据.     

两种不互溶液体的节流过程影响因素分析

减压节流过程在工程应用过程中比较常见,如多元混合工质节流、石油驱动、渗流等。利用试验和数值模拟的方法对两种不互溶液体节流过程中的压力变化进行研究,分析节流管管径和节流管入口处压力对节流管两端压差的影响。结果表明:两种不互溶流体在节流过程中,当黏度较大的流体流过节流管时,会出现压力突然增大的现象;节流管管径越大,两种不互溶液体节流时的节流管两端压差越小;节流管入口处的压力越大,两种不互溶液体流经节流管的时间越短。     

空间低温热管的设计与实验研究

介绍了为空间辐射制冷器研制开发的一种干道吸液芯氮气低温热管 ,该热管直径为6mm ,长度210mm ,工作温度80 .0～120 .0K ,最大传热功率可达2.5W ;并对其传热性能进行了实验研究。实验结果表明低温热管的传热性能远远优于固体的导热性能 ,完全能够满足辐射制冷器冷焦面耦合需要     

行波型热声制冷机及混合工质的实验研究

行波型热声制冷机,因采用热声发动机驱动脉冲管制冷机,使消除低温制冷机中的运动部件成为可能.作者建立了行波型热声制冷机实验装置,采用氮气、氦气及其混合气进行了行波型热声发动机与脉冲管制冷机的配合实验,获得73.8℃的最大温降.着重研究了热端气体温度、压力振幅和冷端温降的变化规律.     

以外供液氮替代膨胀机的深度冷冻循环

介绍空分制氮装置采用膨胀机循环与液氮循环的两种工艺流程及能量平衡 ,示出了两种循环的实例比较。指出外供液氮可以作为冷源替代膨胀机 ,且单耗低、操作更方便 ,设备维护量更小、氮气提取率更高     

基于液氮冷源超导磁体氦气循环预冷系统设计

为了提高超导磁体300-80 K预冷过程中的降温效率和安全性,开发了一种新的预冷方法.设计了一台以液氮为冷源、氦气为循环介质的可控温预冷装置,对其内部结构进行了优化设计,包括低温风机、板式换热器、气动调节阀、翅片换热器等主要组成部分,整个装置与磁体构成一个闭合循环系统.在预冷装置的作用下,该超导磁体从300 K到80 ...     

冷箱壁冻裂事故原因分析及处理

介绍了神马尼龙 66盐公司空分装置一起由空压机油泵晃电而导致的系统停车 ,在紧急启动液氮汽化系统过程中由于液氮取出阀内漏所造成的冷箱壁冻裂事故。详细分析了事故的原因 ,并提出了防范对策。     

液氮洗冷箱的设计

液氮洗冷箱是合成氨的主要设备,是合成氨工艺的重要环节之一,由冷箱骨架、设备支架、阀架、管架、管道、平台梯子、设备(氮洗塔、板翅式换热器、分离罐等)、调节阀、仪表等组成.根据国内液氮洗冷箱工作压力的不同(2.0～3.0、5.0～6.0、7.0～8.0 MPa),出冷箱合成气总量主要是30万t/a和40万t/a.为提高液氮...     

半导体制冷器工作参数的理论分析

从求解导热微分方程出发，通过合理的简化，将半导体制冷器电臂中的传热问题视为一维稳态导热，并把帕耳贴热看成是电臂冷端面的均匀有限热流，而焦耳热是电臂中的内热源，推导出半导体制冷器的理论工作参数，直接给出焦耳热在电臂冷端和热端的分配情况，无需任何假定，最后对实际工作环境下的半导体制冷器的工作状态作出简略分析。     

流通环境对液氮充注蓄冷配送箱保温性能的影响

目的 为了提高液氮充注蓄冷配送箱在流通过程中的保温性能,保证配送品质。方法 搭建配送箱流通环境模拟试验平台,研究不同外界风速、外界温度和振动频率对蓄冷配送箱内空气温度变化和温度场分布的影响。结果 试验结果表明,当外界风速增大时,箱体内部环境的升温速度也会增大;外界温度对液氮充注完毕后箱内最低温度产生较大影响,箱体内部空气最低温度随外界温度降低而降低,同时始终在运输过程中维持较低的温度,箱体内温度场均匀性先提高后降低;振动对箱体内部环境的升温速度影响较大,而随着振动频率增大,箱体内部的温度场均匀性变差。结论 该研究可为蓄冷运输配送设备的设计与优化提供参考。     

电子工业用高纯氮的生产

生产电子工业用高纯氮的制氮装置 ,其要点和难点是一氧化碳和氢的清除。采用一氧化碳转换炉和特殊的冷箱内流程组织 ,可以生产纯度为 99 9999%以上的高纯氮。对制取电子工业用高纯氮制氮装置与常规制氮装置加氮终端净化器两种流程进行了比较。     

基于液化天然气低温冷藏车的相变蓄冷实验

针对以水为相变工质通过铜质圆管壁与低温氮气换热发生固液相变问题,通过测温和可视化测量手段模拟研究固液相变贮存LNG冷量过程,获得管内低温气体、管外液相区温度分布及冰层图相,分析了管内换热和液相区自然对流综合影响下的冰层变化和分布特性,结果表明:该换热问题具有典型的变壁温变热流密度的热边界条件;冰层厚度在有限时间内近似线性增长,且沿管长锥状分布、冰层锥度随时问呈对数增长趋势;由于液相区水的密度反转效应使自然对流主流向发生改变,导致上下壁面冰层厚度发生反转.     

内压缩流程中高压空气压力和流量的选取

利用BOC的GTC物性软件,在Excel电子表格中,建立了内压缩流程空分设备液氧汽化过程中,冷热流体间的温差分布及因传热温差而产生损失的计算模型。说明了计算模型建立过程中的一些问题,利用所建立的计算模型,计算出了内压缩液氧与高压空气单独换热时,不同的液氧压力,使损失最小的高压空气压力;计算了用组合式换热器汽化3MPa液氧时,膨胀空气量、膨胀空气的压力和温度、内压缩低压液氧量、内压缩液氮量等参数变化对高压空气压力和流量的影响,得出了一些结论。