氩氦刀探针的数值模拟

doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.z2.010

化工学报 ›› 2012, Vol. 63 ›› Issue (S2): 53-57.DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2012.z2.010

氩氦刀探针的数值模拟

张绍志, 王宏宇, 牛梅梅, 陈光明

浙江大学制冷与低温研究所, 浙江杭州 310027

收稿日期:2012-09-25 修回日期:2012-10-08 出版日期:2012-12-28 发布日期:2012-12-28
通讯作者: 陈光明
作者简介:张绍志(1972-),男,副教授。

Numerical study of Ar-He cryoprobe

ZHANG Shaozhi, WANG Hongyu, NIU Meimei, CHEN Guangming

Institute of Refrigeration and Cryogenics, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang, China

Received:2012-09-25 Revised:2012-10-08 Online:2012-12-28 Published:2012-12-28

摘要/Abstract

摘要： 为了指导氩氦刀设计,对氩氦刀低温探针的内外部传热和J-T节流过程进行了稳态模拟,采用有限差分法,考虑了轴向传热和冷端低压流体的气液两相特征,在氩氦刀端部假设与外界恒热流换热,对流体和壁面的温度分布进行了计算,对不同进气温度下氩氦刀的制冷能力进行了比较。低压流体在换热器冷端存在气液两相,高压进气温度降低有利于制冷量提高;当高压进气温度由300 K降至270 K,同时维持冷刀端部有效制冷区域外壁温度基本不变的情况下,外部热流可提高20%左右;如利用半导体模块来预冷高压进气,0.001 kg·s^-1氩气流量用4片C1206型制冷片,冷却模块尺寸约20 cm×5 cm×5 cm即可满足要求。

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关键词: 氩氦刀, 数值模拟, 两相流, 预冷, 半导体制冷

中图分类号:

TB69

张绍志, 王宏宇, 牛梅梅, 陈光明. 氩氦刀探针的数值模拟[J]. 化工学报, 2012, 63(S2): 53-57.

ZHANG Shaozhi, WANG Hongyu, NIU Meimei, CHEN Guangming. Numerical study of Ar-He cryoprobe[J]. CIESC Journal, 2012, 63(S2): 53-57.

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