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文档简介

低温原理与设备

低温的获得方法

能源与动力工程学院

第五讲获得低温的方法

相变制冷气体绝热节流气体等熵膨胀绝热去磁制冷稀释制冷热声制冷其它相变制冷液体汽化抽汽升华液体汽化

原理:

利用潜热、显热应用：空调、冰箱、冷库超导体冷却红外元件冷却（制导、成像等）

抽汽原理:

抽汽、降压、降温应用：液体到更低温液体或固体升华原理:

固体直接升华成气体应用：空间医疗

气体绝热节流

焦耳—汤姆逊（J—T）效应

在绝热条件下，气体通过一个多孔塞从高压区向低压区膨胀。当流动充分缓慢时，在多孔塞两侧气体有完全确定的压力和温度。焦耳-汤姆逊实验示意图

焦耳—汤姆逊系数及转换曲线

焦耳—汤姆逊系数

等焓曲线上任一点的斜率叫做焦耳-汤姆逊系数焦耳—汤姆逊实验的等焓曲线和转换曲线

部分气体最大转化温度及其临界温度

绝热膨胀

气体等熵膨胀时，压力的微小变化所引起的温度变化称为微分等熵效应

气体对外做功消耗内能温度降低

等熵膨胀过程

等熵膨胀过程的温差，不但随着膨胀比的增大而增大，而且还随初温的提高而增大，因此，为了增大等熵膨胀的温降，可以提高初温及增大膨胀比绝热退磁制冷绝热退磁制冷原理固体制冷剂—顺磁盐等温磁化过程等温磁化绝热退磁制冷是先将顺磁盐，分子由排列不规则到规则，要放热，绝热退磁过程绝热退磁分子排列由规则到不规则，要吸热，消耗内能，因而制冷。绝热退磁制冷应用绝热退磁制冷应用于获取1K以下低温气体热开关作用原理应用超导热开关作用原理应用气体液化的热力学理想循环一次节流循环1895年德国Linde和英国Hampson分别独立地提出了一次节流循环，因此文献上也常称之为简单Linde-Hampson循环。Linde-Hampson循环有预冷的Linde-Hampson液化循环

Claude系统Kapitza循环Heylandt液化循环复叠式制冷的液化循环正常氢转化成平衡氢时的转化热

有液氮预冷的Cl

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