低温冰箱冷头换热器的设计与分析.pdf

第19卷第3期，真空和低温技术2013年9月真空和低温技术141低温冰箱冷头热交换​​器的设计和分析何朝峰r，张俊峰，吴益峰，杨烨，丁香能（1.中国电子科技集团公司第十六研究所，合肥230043； 2. 安徽万瑞冷电技术，合肥230088）摘要: 提出了一种新型的低温冰箱冷头换热器的结构形式，该结构形式是有限元软件分析与计算. 通过对换热器温度场分布的分析，提出了一种改进的方法. 获得了冷头热交换​​器的改进结构. 有限元分析计算验证了改进后的换热器能够满足应用要求并进行了换热. 设备结构的合理性. 关键字: 低温冰箱；冷头热交换器CLC编号: TB651.5文档代码: A物品编号: 1006-7086（2013）03-0141-04 DoI: 10.3969 / j. issn. 1006-7086.2013.03.004低温冷头换热器的设计与分析. 峰张军峰吴仪冯阳洋，丁先庚-（1.中国电子科技集团公司第六届研究会，安徽合肥230043 2.安徽省华瑞科技，安徽合肥230088）摘要: Cryocoolercoldheadexchanger的一个结构首先被提出. 基于有限元分析计算，获得了交换和改进方法的温度场. 还有另一种新型的换货商. 再次通过有限元素方法证明了新交换器的好处. 关键字: 低温冷却器；冷头; HeatExchanger 1简介高温超导电机因其体积小，重量轻，效率高，振动和噪音小而受到了全世界的关注.

目前，在美国，德国，韩国，日本等国家，高温超导电动机领域已经取得阶段性成果，其中美国36.5MW 4台高温超导电动机是业界最关注的. 同时，随着超导风力发电，超导电缆，超导限流器和超导磁储能技术的飞速发展，人们相信高温超导的应用领域将会越来越广泛. 在所有超导应用中，超导磁体是核心组件. 超导磁体通常在约35K的低温下工作. 为了达到这样的低温条件，需要连续地向磁体提供冷却能力. 在高温超导机中，制冷能力是由AL330GM制冷机产生的. 冰箱的冷头首先冷却制冷剂，使制冷剂液化，然后液态制冷剂进入电动机的转子，然后蒸发并带走磁体产生的损耗和热泄漏，如图1a所示. 在约30K的低温下，冰箱的冷却能力与冷却温度有很大关系. 如图1b所示，冰箱制冷能力的每次变化都会有很大变化. 因此，为了最大程度地使用冰箱，制冷能力要求冰箱的冷头和制冷剂之间的温度差尽可能小. 2理论分析氖气被用作高温超导机器的低温系统中的制冷剂. 氖气在标准大气压下的沸点为27.1K. 氖气通过冰箱的冷却头液化成液体. 根据公式（1），假定热交换器的温度差为0.8K，GM制冷机的冷头温度为26.3K. 在该温度下，冷却​​机构的冷却能力为62W. 对流换热公式: 收到日期: 2013-04-28. 作者简介: 何朝峰（1984年8月），男，助理工程师，主要从事真空和低温系统的设计研究.

144真空和低温体积19，第3版，接触温度为26.6K；当对流换热系数为3000W /（m·K）时，换热器上的最大温差为0.51K，冷头接触面的温度为26.5K，符合设计要求. 从图5-b中还可以看出，当对流传热系数小于理论计算值时，换热器上部温度低于27K，这意味着传热面积不足. 因此，有必要适当增加传热面积. 5结论通过以上计算和分析制冷机多少钱，可以得出以下结论: （1）当冷头换热器具有相同的形式时，对流换热系数越小，冷头换热器的温差越大； （2）对于低温冷凝式换热器制冷机多少钱，导热热阻占很大比例. 因此，在设计过程中，应尽可能减小导热部分的长度，并适当增加导热面积. 参考文献: “ 1” BIAOChen，GuGuobiao，Zhangguoqiang，eta1. 高温超导同步机的冷却系统分析和设计[J] .IEEETransactionOnApplied超导性，2003，17（2）: 1577-1560. ，2006年6月，16（2）: 1465-1468. 3『] SWARMSKalsi. 采用超导绕线的旋转机械的发展现状[J]. 国际电机工程学报，2004年10月，92（10）: 1688-1704. [4] SwarnSKals1. HTSShipPropulsionMotorsforPoddconductorApplicationr. Corporation，2006，6（3）: 52-54. [5] Cryomech Inc. AL330CP970UserManual，2007，46. [6]杨世明. 传热[M]. 北京: 高等教育出版社，1998，186-188. [ 7]陈国邦. 低温工程材料[M]. 杭州: 浙江大学出版社，1998，56，-I〜blllJ. ，dll¨¨……1. '. …IIit ,.，q，lllit ,, v' Jlllipn ,, O〜lll…“ IIIII. -IIII1. “” IIIIl-“ IIIIl-'tlln'-IIII¨“ nlll〜| _.

”·“‘lI | _. ‘L | _’’-. ¨…‘In’-. ’·“ 1.‘-L’’. “欢迎作者为了适应中国信息化建设的需要，拓宽广大作者的学术交流渠道，本期刊加入了《中国学术期刊》（CD-ROM版）和《中国期刊网》，“ “万方数据数字期刊集团”，作者该佣金与该期刊的印刷稿全额支付. 如果作者不同意，请写信解释本期刊将对其进行适当处理. （该期刊的版本）

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