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超低温机组技术发展史

作者:凌顿制冷点击:568 发布时间:2020-11-21

        当代的超低温机组技术技术是18世纪中后期发展趋势起來的。在这以前,大家很早就明白冷的利用。我国古代就有些人用冰凉藏食品类和高温防暑。马可波罗·波罗在他的经典著作《马可·波罗游记》中,对中国制冷和造冰窟的方式有详尽的记叙。1755年英国爱丁堡的有机化学老师库仑利用医用乙醚挥发使水结冰。

        他的学员布拉克从实质上表述了溶化和汽化状况,明确提出了汽化热的定义,并创造发明了冰量热器,意味着当代制冷技术的刚开始。在普冷层面,1834年科学家玻尔金斯造出了优良台以医用乙醚为工质的蒸汽缩小式制冷机组,并宣布申请办理了美国第六662号专利权。它是之后全部蒸汽缩小式制冷机组的雏型,但应用的工质是医用乙醚,非常容易点燃。到1875年帕苏和林德用氨作冷媒,此后蒸汽缩小式制冷机组刚开始占据执政影响力。在这段时间,气体绝热变形会明显减少气体温度的状况刚开始用以致冷。

        1844年,医师高里用封闭式循环的气体制冷机组为病人创建了一座中央空调站,气体制冷机组使他一举成名。斯伯里·西门斯在气体制冷机组中导入了回热水器,提升 了制冷机组的特性。1859年,卡列创造发明了氢氧化钠吸收式热泵制冷机组,申请办理了基本原理专利权。

        1910年上下,马利斯·莱兰克创造发明了蒸汽喷式制冷机组。到二十世纪,制冷技术拥有更高发展趋势。全封闭式制冷机组的研制(通用电气电气公司);米里杰发觉冷煤冷媒并用以蒸汽缩小式制冷循环及其混和冷媒的运用;伯宁顿创造发明回快热式除湿机循环及其热泵机组的出現,均促进了制冷技术的发展趋势。在超低温层面,1877年卡内捷汽化了co2;1895年林德汽化了气体,创建了空气分离机器设备;1898年杜瓦用液态空气急冷氡气,随后用隔热节流阀使氡气变成液體,温度降至20.4k高清;1908年卡末林·深超光电斯用液态空气和液态氢急冷氦气,再用隔热节流阀将氦汽化,得到 4.2K的超低温。杜瓦于1892年创造发明的杜瓦瓶,用以存储超低温液體,为超低温行业的科学研究出示了关键标准。

        1934年,卡皮查创造发明了首先用离心压缩机将氦气减温,再用隔热节流阀使其汽化的氦液化器;1947年科林斯选用双离心压缩机于氦的急冷。绝大多数的氦液化器已经选用离心压缩机,在制冷技术的开发设计和具体应用中得到 普遍的运用。新的减少温度方式的创造发明,扩张了超低温的范畴,并进入了低温行业。德拜和焦克各自在1925年和1927年明确提出了用顺磁盐隔热去磁的方式获得超低温,运用此方式得到 的超低温已经做到(1×10-3~5×10-3)K;由库提和西蒙等明确提出的反物质隔热去磁的方式可将温度降到更低,库提用此方法于1959年得到 了20×10-3K。

        1951年纽约明确提出并于1965年研制开发出的3He-4He溶液稀释液致冷法,可做到4×10-3K;1950年泡墨朗切克明确提出的方式,利用缩小液体3He的隔热干固,做到1×10-3K。更近的制冷技术发展趋势关键源于全球范畴内对食品类、舒服和身心健康层面,及其在空间技术、军队建设和科学试验层面的必须,进而使这门技术性在二十世纪的下半叶获得迅猛发展。受微电子技术、电子计算机、新式原料和其他有关工业生产行业的技术性发展的渗入和推动,制冷技术获得了一些开创性的进度,另外也遭遇一场新的挑戰。开创性的进度取决于:(1)微电子技术和电子信息技术的运用“机电一体化”的浪潮给制冷技术以极大促进。基础研究层面:现代电子技术制冷循环起源于1960年。

        现如今,普冷和超低温行业中的各种各样循环,如:焦-汤节流阀制冷循环(J-T循环)、斯特林发动机制冷循环、维勒米尔循环(VM循环)、吉福特汽车-麦克马洪循环(G-M循环)、索尔文循环(SV循环)、反向布雷顿循环、脉管式循环、吸收式热泵制冷循环、热电厂制冷循环;利用声致冷、光致冷、有机化学方式致冷的各种各样循环;及其各种各样新式的复合型循环,如:热声斯特林发动机柴油发动机驱动器中小型脉管制冷机组的循环均广泛运用现代电子技术技术性于循环科学研究。

        科学研究制冷机组的热物理学全过程、系统软件及构件的恒定和暂态特点及其单一工质和混和工质的特性这些,也离不了微电子技术和电子信息技术的运用。在致冷商品的设计方案生产制造上:电子计算机已经普遍用以商品的协同设计和生产制造(CAD,CAM)。比如:构造零件设计方案的有限元原理和有限差分法及其用控制系统精密的机器设备生产加工。电子计算机和微控制器对制冷技术的危害取决于高級全自动自动控制系统的开发设计。它是一项综合性技术性,牵涉到的控制措施、靠谱的场效应管处理芯片及专业的模块、精湛的感应器。当今制冷机组选用电脑控制已极其广泛,操纵方式已经产生变化,由简易的脚踏式操纵发展趋势到综合性操纵,为提升 商品特性做出贡献。

        (2)新型材料在致冷商品上的运用瓷器及瓷器一氧化氮合酶(如熔融石英、平稳氧化锆陶瓷、硼化钛、二氧化硅等)具备一系列优质特性:比钢轻、抗压强度和延展性好、耐磨损、传热系数小、表层光滑度高。将瓷器用煅烧法渗透到胶体溶液体系成零件或作为零件的表层涂釉,可改进零件的特性。汇聚原材料(橡胶制品、丁苯橡胶和高分子材料)用以致冷商品中做为电绝缘层材料、减震件和塑料软管原材料;利用汇聚原材料的热固性,以新技术新工艺根据热定型的方式生产制造制冷压缩机中的繁杂零件(电机转子、泵壳等)。这种新型材料的运用,产生商品特性、使用寿命的提升 和成本费的减少。

        (3)设备、机器设备的发展趋势为考虑各种各样用冷的必须,新品持续发布,商业化水平持续提升 。制冷压缩机以高效率、靠谱、低震动、低噪音、构造简易、低成本为追求完美总体目标,由往复向管式发展趋势。如新式螺杆式压缩机制冷压缩机、涡旋式压缩机制冷压缩机、旋轮线式制冷压缩机等,都具备优质特点和竞争能力。在制冷压缩机的驱动器设备上,将软启动器用以中央空调、热泵机组及集中型制冷机组的调速驱动器,产生了环保节能实际效果。在超低温设备和机器设备层面,上述情况各种各样超低温循环虽早就明确提出,但近些年生产制造开发设计的商品在温度,空调制冷量、起动速率、可信性、耗能、容积等层面均有长足的进步。如今,氦液化器大部分为澎涨型,中小型的为双离心压缩机构成的科林斯设备,大中型的选用透平离心压缩机。辐射源致冷、固体致冷早已具体运用。利用3He-4He混和稀释液制冷工作原理的低温制冷机早已商业化,可做为磁制冷机组的急冷机器设备。各种各样汽体分选设备,换热器,超低温控温器也在高效率、紧凑型、靠谱等层面获得非常大的进度。

        (4)工质继冷煤和共沸混和工质以后,因为1972年石油危机,环保节能观念提及关键影响力,在开发工质上引人注意地科学研究出一系列非共沸工质,收到了环保节能的实际效果和考虑一些特殊必须。因为活性氧损耗和全球变暖造成了不容乐观的生态环境保护难题,造成 了八十年代末刚开始全世界严禁CFCs化学物质,从而蔓延到到HCFC类化合物,这即是一次里程碑式的冲击性,另外又出示了新的发展趋势机会。近些年在取代工质开发设计以及热化学性质科学研究层面获得的造就就是证实。当工质处在很低温度时,其量子科技特点越来越十分关键,务必考虑到其量子效应,这时循环的特性指数和空调制冷量有别于經典关系式,而必须根据对量子科技供热循环的科学研究得到。