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第1章 制冷与低温系统实验、监控的评价参数和性能指标 1

1.1温度及其测量方法 1

温度的基本概念 1

温度测量方法 2

1.2压力及其测量方法 11

压力的基本概念 11

稳态压力的测量 12

动态压力的测量 14

1.3能耗指标及其测量技术 15

功率及其测量方法 15

耗热量及其测量方法 17

1.4制冷量及其测量方法 19

1.5能效比 21

1.6液化系数及其他参数 22

参考文献 23

第2章 制冷与低温工质的性能与实验 24

2.1制冷剂概述 24

制冷剂的选用准则 24

环境影响指标 24

热力性质及其对循环的影响 25

粘度和导热性 27

制冷剂与润滑油的溶解性 27

其他物理、化学性质 28

替代CFCs的单一制冷剂 29

混合制冷剂 32

2.2制冷剂制冷性能评价 34

2.3低温工质或低温液态产品及其应用 35

液氮 35

液氦 36

液氢 39

液氧 39

液化空气 40

液氖 40

应用注意事项 40

2.4实验 混合工质制冷实验原理与方法 40

参考文献 43

第3章 制冷系统及设备的实验 44

3.1实验1 单级蒸气压缩制冷系统的循环实验原理与方法 44

3.2实验2 活塞式制冷压缩机的性能实验原理与方法 45

3.3实验3 涡旋式制冷压缩机性能实验原理与方法 48

3.4实验4 风冷式冷凝器性能实验原理与方法 50

3.5实验5 水冷式冷凝器性能实验原理与方法 52

3.6实验6 螺旋管型热管传热实验原理与方法 54

3.7制冷综合实验的目的及要求 56

第4章 空调系统的实验 57

4.1实验1 空调系统的性能与节能实验 57

4.2实验2 空调系统的控制原理与实验 59

参考文献 60

第5章 低温系统及其应用 61

5.1氦液化器 61

5.2脉冲强磁场低温系统 63

5.3超流氦制冷 65

5.4 3He制冷机 65

3He负压制冷 65

3He压缩制冷 65

5.5 3He-4He稀释制冷机 66

工作原理 66

3He-4He稀释制冷机 67

5.6液氮驱动系统 68

LN2000液氮驱动系统 69

新型循环系统 70

液氮驱动系统小结 74

参考文献 74

第6章 虚拟实验技术 75

6.1虚拟实验平台 75

硬件 77

软件 77

6.2虚拟仪器在制冷空调实验中的应用实例 78

6.3空分装置的虚拟实验 79

空分装置的模拟计算 79

空分装置流程简介 80

KDONAr-50000／20000／1600型空分装置的模拟计算 82

6.4填料间壁式低温换热器计算机模拟 84

模拟条件及模拟程序 85

模拟分析 85

结论 88

6.5 CPL计算机模拟 88

CPL系统工作原理 88

CPL系统试验装置研发与数值模拟 89

6.6计算机模拟太阳能溴化锂吸收空调的控制系统 95

实验平台 95

实验过程 95

实验结果 96

6.7计算机模拟低温两相流 97

常压下低温液体-水传热、传质数学模型分析 97

数学模型 97

数值模拟及结果分析 98

6.8计算机模拟溴化锂吸收式制冷机 100

参考文献 102

第7章 低温液体的输送与传热实验 104

7.1液体氦的输送和实验室杜瓦瓶的灌注 104

输液管 104

对实验液氦杜瓦瓶灌注液氦 105

7.2液氮水下排放实验 106

7.3液-固两相传热实验的模拟 114

数值模拟思想 115

低温液体温度的模拟模型 117

参考文献 119

第8章 实验用低温容器及其计算 120

8.1实验用低温容器的种类 120

玻璃杜瓦瓶 120

金属杜瓦瓶 121

8.2实验用金属杜瓦瓶结构 122

8.3实验用金属杜瓦瓶的强度及稳定性 124

概述 124

内胆的壁厚 124

外筒的壁厚 125

平板胆底 126

8.4实验用金属杜瓦瓶的漏热 126

剩余气体导热 126

绝热结构的传热 126

内胆颈管传热 127

颈管孔口的辐射传热 128

磁体励磁电流引线的漏热 128

8.5辐射屏温度选择 129

8.6杜瓦瓶的日蒸发率 129

8.7有效导热系数对低温容器日蒸发率的影响 130

参考文献 131

第9章 真空技术 132

9.1概述 132

9.2真空的获得 133

近代获得真空的方法 133

油封旋转式真空泵 134

扩散泵 135

低温泵 136

9.3真空系统 137

基本方程 137

流导和导管的几何尺寸 139

抽气时间的计算 140

9.4真空测量 141

9.5真空检漏 142

9.6真空密封、焊接及清洁度 144

真空密封 144

真空焊接 145

真空清洁度 146

9.7真空系统集成与实验装置 147

参考文献 148

第10章 低温材料的物理性质与界面热阻实验 149

10.1比热 149

10.2热膨胀 152

10.3电阻率 153

10.4导热系数 154

10.5力学性能 156

10.6接触界面热阻实验 158

接触界面热阻研究概况 158

氮化铝与无氧铜低温界面热阻的实验研究 160

参考文献 163

第11章 超导技术的低温应用 165

11.1低温超导材料 165

超导体 165

超导态的临界参数 166

超导体的分类 166

11.2低温超导磁体的稳定性 167

问题和对策 168

冷冻稳定——低温全稳定 168

11.3小型低温超导磁体 169

磁体供电和电流引线 169

磁体的保护 170

11.4低温技术在高温超导接收机前端中的应用 173

11.5超导磁体用低温容器 174

参考文献 175

第12章 热声热机的实验 176

12.1热声热机的结构 176

12.2热声热机实验原理与方法 178

热声热机实验原理与方法 178

热声热机的频率特性实验 181

扬声器驱动的热声制冷机实验 182

回热器实验台设计与填料实验 187

高频热声斯特林热机的性能实验 191

12.3热声斯特林混合热机实验 191

实验简介 191

热声驱动器 197

真空系统 200

动态数据测量及采集系统 200

高频斯特林热声发动机实验步骤 202

12.4实验 203

起振过程 203

系统稳定后的压力波分布及频谱图 205

结构参数对系统性能的影响 205

运行参数对系统性能的影响 211

系统优化以后的性能指标 213

参考文献 214

第13章 低温生物及医学中的相关实验 217

13.1冻结实验原理与方法 217

13.2冷冻干燥实验原理与方法 218

13.3冷冻医疗方法 219

13.4冻结实验 223

实验内容 223

实验设备和材料 223

实验过程 224

实验结果和分析 225

参考文献 228

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