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高速鋼超深冷箱的制冷技術(shù)
日期：2024-09-05 20:51
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摘要：
高速鋼超深冷箱的用單級(jí)蒸汽壓縮制冷技術(shù)的*低有效制冷溫度一般在-40 蒸汽（233 K）以上。為實(shí)現(xiàn)更低制冷，可以采用液氮制冷或機(jī)械式制冷。液氮制冷*低可以到液氮的常壓沸點(diǎn)溫度-196℃。如果使用機(jī)械式制冷，必須采取多級(jí)壓縮或復(fù)疊的技術(shù)措施。采用兩級(jí)壓縮的蒸汽壓縮系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)約-60℃以上溫區(qū)的有效制冷，采用兩級(jí)復(fù)疊循環(huán)可實(shí)現(xiàn)約-80℃以上溫區(qū)的有效制冷。兩級(jí)復(fù)疊循環(huán)的實(shí)質(zhì)是兩個(gè)獨(dú)立的單級(jí)節(jié)流制冷循環(huán)，高溫級(jí)對(duì)低溫級(jí)提供預(yù)冷，每**的工作原理與單級(jí)蒸汽壓縮制冷循環(huán)一致。
高速鋼超深冷箱的制冷溫度進(jìn)一步降低，需要增加復(fù)疊的級(jí)數(shù)。采用三級(jí)復(fù)疊循環(huán)，*低級(jí)系統(tǒng)采取甲烷作為制冷劑時(shí)，其*低制冷溫度可以達(dá)到120 K（約-153℃）。串連級(jí)數(shù)越多，系統(tǒng)可靠性就越低，而且制冷效率低，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，設(shè)備成本高、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用大。因此除在早期人們開展科學(xué)研究外，少見三級(jí)以上的復(fù)疊制冷系統(tǒng)。
除復(fù)疊外，回?zé)崾菍?shí)現(xiàn)更低溫度的另一重要技術(shù)手段。采用單級(jí)蒸氣壓縮系統(tǒng)結(jié)合回?zé)帷⒍嘣旌现评鋭┬纬傻纳罾涠嘣旌瞎べ|(zhì)節(jié)流制冷技術(shù)，利用經(jīng)過蒸發(fā)器后工質(zhì)的剩余冷量降低節(jié)流前工質(zhì)的溫度，實(shí)現(xiàn)更低溫區(qū)制冷。該技術(shù)可以高效可靠地滿足233K-77K這一廣闊溫區(qū)的制冷需求。