发布日期:2022-11-05 点击率:46
目前获得低温的方法很多,可分成物理方法和化学方法等,而绝大多数的制冷方法属物理方法,其中常用的有气体绝热膨胀制冷和相变制冷。另外还有涡流制冷、绝热放气制冷、温差热电制冷、顺磁盐或绝热退磁制冷、He3和He4稀释制冷、He3绝热压缩制冷、吸附制冷等。这一些制冷方法大多应用于超低温温区。此外,还有宇宙空间的低温热沉的辐射制冷等。下面简介这些方法的制冷原理。
1.相变制冷
这是利用物质在相变时的吸热效应来制冷的一种方法。如固体转变成液体时的溶解热,固体直接变成气体时的升华热,液体生成气体时的蒸发热(也包括减压蒸发,如He3减压蒸发)等,利用在这些相变过程中要吸收热量来达到制冷的目的。
2.气体等熵膨胀制冷
气体在一定压力与温度下,通过节流阀或膨胀机等熵膨胀时,它的温度会降低,甚至还会液化。该种制冷方法在气体的液化与分离,以及气体制冷机中应用最广。
3.绝热放气制冷
当容器中一定量的汽化气体通过控制阀向环境介质绝热放气(或用真空抽气)时,则残留在容器中的气体将要向放出的气体作推动功,消耗它本身的一部分热力学能(内能),因而温度降低。这也是气体制冷机的原理之一。
4.涡流制冷
利用人工方法产生的涡流使气流分离成冷、热两个部分,其中冷气流即可用来获得冷量。
5.温差热电制冷
当N型(电子型)和P型(空穴型)两个半导体元件组成电偶并通以直流器电时,相应的两个接头就会发生吸热和放热现象,利用这个原理可制成制冷器。
6. 吸附制冷
在吸附式制冷系统中,吸附和解吸从理论上来说是恒压过程。通常固体吸附剂受热解吸出制冷剂,在制冷剂压力达到冷凝压力时即开始解吸一冷凝过程,制冷剂被冷凝成液体;当固体吸附剂受到冷却时,当吸附床压力低于蒸发压力时,即能开始吸附蒸气,使蒸发器中制冷剂液体蒸发,实现制冷过程。
7.绝热退磁制冷
顺磁盐在磁场中被等温磁化后,接着进行绝热退磁,熵保持不变,则顺磁盐的温度就要下降,称为绝热去磁,利用这个原理可以获得lmK的超低温。若采用核绝热退磁,可达μK级的超低温。绝热退磁过程只能在极低温下实现,因为大于2K或3K时存在声子热效应。
8.氦稀释制冷
He3和He4的混合液温度在0.87K以下即分成两相,上相为He3的浓相,下相为He4的浓相。如果用某种方法来提取He4溶液中所含的He3原子,则He3原子便由上面的He3浓相溶解到下面He3稀相中,产生吸热反应而降低温度。利用这种方法可以获得0.1~0.04K的低温,在个别情况下可以获得1mK的低温。
要达到不同的温区,可以采用不同的制冷方法。
(慧朴科技,huiputech)
下一篇: PLC、DCS、FCS三大控
上一篇: 材料的真空除气