2021年4月7日
遇到超冷制冷机组用于手术和药物开发,半导体制造和宇宙飞船。它们可以管、泵、桌面大小,或更大的冰箱系统。
再生热交换器、再生器器的核心组成部分。温度低于10 k(-441.67华氏度),以最大的再生器性能急剧下降,超过50%的损失。
在他们的论文,发表在应用物理快报每年出版,中国科学院大学的研究人员使用superactivated碳颗粒作为替代材料蓄热器提高冷却能力的温度低至4 k。yabo214亚博老虎机网登录
在大多数器,压缩机驱动室温气体通过蓄热器。再生器吸收压缩产生的热量,冷却气体膨胀。振动超冷气体吸收的热量被困在再生器中,这个过程重复。
氮是最常用的气体制冷机。但是对于应用程序要求的温度低于10 k,如太空望远镜仪器和磁共振成像系统,使用氦气,因为它有沸点最低的任何气体,使气温最冷的实现。
然而,氦的高比热(的热量传输需要改变物质的温度)导致大的温度波动在压缩和扩张周期在低温下,严重影响冷却效率。
为了解决这个问题,研究人员取代了回热器与活性炭的传统的稀土金属,这是碳处理二氧化碳或高温过热蒸汽。这将创建一个矩阵micron-size毛孔,增加了碳的表面积,使再生器持有更多氦在低温和删除更多的热量。
研究人员用一个4 k Gifford-McMahon氦制冷机测试吸附能力superactivated碳颗粒内孔隙度为0.65不同温度范围的3 - 10 k。yabo214
他们发现当他们充满了再生器与5.6%的碳直径在50到100微米,获得的空载3.6 k温度是一样的使用贵金属。然而,4 k,冷却能力增加了30%以上。
他们证实了改进的性能通过将椰子shell-activated碳实验脉冲管他们建造和使用热力学计算模型。
“除了提供冷却能力的增加,活性炭可以作为一种低成本的替代贵金属和还对低温敏感磁探测器,“作者Liubiao陈说。
这篇文章“研究多孔材料的使用与吸附氦制冷机回热器的温度低于10 亚博网站下载K”是由Xi,表杨,Yuanheng赵、王Liubiao陈,俊杰。这篇文章将出现在应用物理快报2021年4月6日(DOI: 10.1063/5.0044221)。日期之后,可以访问它https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0044221。
来源:http://www.aip.org/