论文部分内容阅读
中国科学院强磁场科学中心所建造的40T稳态混合磁体实验装置由29T的内水冷磁体和11T的外超导磁体组成。其中，外超导磁体用4.5K、5bara的超临界氦迫流冷却，质量流量为18g/s。
论文首先对氦制冷机进行热力学分析。选定合适的设计工况，确定膨胀前温度以及膨胀中间压力并分析过程中的各种不可逆损失，得出各路流量以及各个状态点的热力学参数，为换热器的设计提供了初始条件。
换热器的设计对过冷槽至关重要。通过比较各种换热器形式，选择符合要求的换热器。分析盘管内外的换热类型，根据盘管换热器的优化目标函数和独立变量算出最优管径以及最佳管径比。确定盘管换热器尺寸及压降后，对盘管换热器进行热力学评价，验证盘管换热器的设计是否符合最优标准。
选定杜瓦的绝热形式后，根据氦制冷机液化率与盘管换热器尺寸确定杜瓦的容积，对其做热负荷分析和结构设计;再对设计结果进行热分析与热应力分析，检验设计是否符合要求;最后，根据真空度要求为真空系统配备两级真空泵并计算出抽真空时间。
过冷槽是分配阀箱的主要组件，分配阀箱通过低温传输线分别与氦制冷机及超导磁体杜瓦相连接，过冷槽内安装有相关测量装置，文章对这些设备也做了概念介绍并给定了选择范围。