一、蒙特卡洛方法在小型闭循环10K双级G-M制冷机低温泵设计中的应用（论文文献综述）
刘恩光[1]（2018）在《冷光学系统低温集成关键技术研究》文中研究说明采用低温集成技术对红外光学组件进行降温,是降低其背景热噪声、提高红外探测灵敏度的最有效措施之一。本文以空间载荷冷光学系统和机载冷光学系统为研究对象,开展了冷光学低温系统集成若干关键技术研究,并通过专项和系统级试验以及与在轨实测数据的对比,验证了冷光学低温集成热设计和低温集成热分析的可行性、准确性。为实现空间红外载荷冷光学系统200K工作温区制冷需求,以及系统对长寿命、低振动的使用要求,选择辐射制冷器作为冷源,低温槽道热管和柔性冷链作为冷量传输单元,解决冷源与冷光学组件分离式布局和柔性冷量传输的需求。开展了“辐射制冷+低温槽道热管+柔性冷链”的低温集成系统制冷及冷量传输方案和低温集成热设计和热分析相关工作。针对机载平台冷光学系统的工作环境和工作特性,为解决100K温度工作的冷光学组件制冷和柔性冷量传输问题,开展了“低温冷箱+机载制冷+柔性冷链”的低温集成系统制冷及冷量传输方案和低温集成热设计和热分析相关工作。为获取冷光学系统在不同工作条件下的温度场分布特点及其对热设计输入参数的敏感程度,以空间载荷冷光学系统为例进行了冷光学系统热灵敏度分析,为空间冷光学系统的光机结构优化设计提供理论依据。通过建立热仿真模型,结合相应的热边界条件,对机载冷光学系统在不同环境温度下的温度场分布和制冷量需求进行了热分析,根据分析结果开展低温制冷系统的选型和冷量传输单元设计。为研究机械制冷机冷光学组件的降温特性,进行了冷光学组件降温时间预测的理论分析,并推导出相应的计算公式。为分析在常温装调的红外光学系统在低温下工作时,由于热变形导致的光学镜面位置变化对光学性能的影响,以工作温度更低的机载热红外100K冷光学系统为研究对象,开展了光机热集成分析工作,为光机结构的优化设计方案提供依据,集成分析结果表面,冷光学系统在低温下工作的光学传递函数接近衍射极限,从理论上证实了机载冷光学低温集成热设计的可行性和有效性。为验证冷光学低温集成设计的有效性和热分析的准确性,提出了以大气垂直探测仪为冷光学系统为代表的复杂低温系统,首先应先单项试验后系统试验,并分别提出了辐射制冷器带低温热管热性能模拟试验、低温热管在不同工作温区的冷量传输性能模拟试验方法。通过这两项专项试验,验证了空间载荷冷光学制冷系统的制冷能力和冷量传输单元的热传输性能与设计目标的符合性。在大气垂直探测整机集成后,进行了200K冷光学低温集成系统的制冷、冷量传输、温度分布和精密温控热设计试验验证工作。通过对冷光学低温集成系统的低温真空下温度场分布及其影响因素分析,为在轨性能预测提供数据支撑。通过开展机载冷光学系统低温制冷性能测试,对冷光学低温集成系统的降温特性、温度场分布特性进行了分析,测试结果验证了机载热红外冷光学低温集成系统热设计的合理性和有效性。
张素平,潘高峰,张天爵,邢建升,秦久昌,李振国[2]（2016）在《CYCIAE-100回旋加速器低温冷板参数的蒙特卡罗模拟》文中指出基于气体分子运动理论建立了气体分子与低温冷板的碰撞模型,用蒙特卡罗方法模拟了放置在CYCIAE-100回旋加速器主磁铁谷区的低温冷板粘附概率、传输概率等参数,并计算其捕获系数。根据模拟计算结果设计加工了低温冷板及其性能测试罩,对低温冷板的抽速性能进行测试。抽速测试结果表明,用蒙特卡罗方法模拟的低温冷板参数与测试结果符合较好,相对误差为2%。
潘衡[3]（2010）在《MICE超导耦合磁体运行稳定性关键技术研究》文中指出离子化冷却?介子实验装置（Muon Ionization Cooling Experiment,简称MICE）为高能物理未来加速器中微子工厂和?介子对撞机的关键基础性研究装置之一,将在世界上首次以实验验证离子化冷却?介子技术。超导耦合螺线管磁体是MICE实验装置的关键设备之一,用于提供2.6T的中心磁场控制与其耦合的常规射频腔内的?介子束流。由于受射频腔尺寸和结构的限制,其线圈内直径为1500mm,长度285mm,厚度110mm,在最高工作电流时的最大场强达7.3T。考虑到磁体系统的实际漏热和经济性,耦合磁体采用小型制冷机冷却。耦合磁体的尺寸和场强较高,且稳定运行时的温度裕度仅约0.8K,磁体线圈内部的高应力和微小的机械扰动都可能引发磁体运行的不稳定,从而导致失超,甚至造成磁体结构的破坏;而磁体低温冷却系统则是磁体运行稳定性的前提及重要保障。本文以MICE超导耦合螺线管磁体为主要研究对象,从磁体的机械稳定性和冷却稳定性两方面深入地研究了影响磁体稳定运行的各个因素,确定了耦合磁体含滑移面的冷质量结构参数和冷却系统的设计参数。本文研究结果对MICE超导耦合磁体的设计和制造以及类似高场强、大口径超导磁体的设计有一定的理论指导和实际应用价值。对于大口径高场强超导磁体,其稳定运行的关键之一是磁体工作时的结构安全性。本文以磁体横截面内的位移偏微分方程组为基础,发展了磁体二维平面应力理论模型。模型考虑了降温和励磁时的轴向应力和横向剪切力的影响,得出了从绕制到励磁各阶段磁体横截面内各应力分量的理论解。通过计算文献中的磁体降温和励磁后的位移和峰值应力验证了理论模型的正确性。在理论模型基础上,考虑滑移面结构,建立了磁体冷质量有限元分析模型,模拟了给定结构参数下磁体冷质量在绕制-降温-励磁过程中的受力情况,比较了理论和模拟结果,验证了有限元模型的正确性,用该模型深入研究了稳定工况下机械应力对耦合磁体稳定运行的影响。为了得出满足磁体稳定运行要求的冷质量结构参数,应用含滑移面的磁体冷质量有限元模型对线圈的绕制预应力、紧固带的结构参数进行优化设计。给出了线圈绕制预应力的合理范围,为线圈绕制提供理论依据;根据紧固带的作用,从结构和导热方面分别优化了紧固带预应力、厚度和材料选择,得出了紧固带预应力取值范围,给出了紧固带材料和厚度的建议。为了理解耦合磁体由于机械应力原因导致失超或无法稳定运行以及滑移面结构对磁体稳定性的影响,采用有限元程序计算了耦合磁体的最小失超能量,对无滑移面时的环氧破裂和导线移动的耗散能量进行了分析,确定了滑移面对增强磁体稳定性的作用。建立了含滑移面的磁体冷质量非稳态应力有限元模型,模型考虑了滑移面的非线性影响和骨架及紧固带的“诱发失超”效应。应用该模型研究了耦合磁体失超引发的磁体内部过热和分段保护时各段的电磁载荷冲击对磁体结构和稳定性的影响。对滑移面的设计参数进行优化计算,指出线圈底部滑移面与侧滑移面的优化摩擦系数,给出了耦合磁体的滑移面结构。除了机械因素影响磁体的运行稳定性外,考虑到耦合磁体具有较低的运行温度预度,对磁体的小型制冷机低温冷却系统进行优化设计分析。影响磁体冷却稳定性的两个主要因素为制冷机冷头与磁体最高温度点的温差和磁体的热负荷。为了确定磁体的冷却方式,详细分析及计算了磁体在冷屏温度60K和运行温度4.2K的热负荷,尤其对埋入线圈内部的超导线接头的电阻进行了详细计算,选择了制冷机热虹吸再冷凝冷却方式;以减小制冷机冷头与磁体表面的温差为目标,优化了热虹吸回路的设计参数;以减小系统漏热为目标,优化设计了60K冷屏及其支撑。根据优化结果,给出了冷却系统的设计参数。受厂商提供的铌钛超导线材单根长度的限制,耦合磁体线圈将有12-14个超导线接头,受磁体结构内部空间的限制,这些超导线接头将埋在线圈内部,其在低温磁场下的电阻和强度均直接影响磁体的正常工作。通过伏安法和拉伸测试分别研究了超导线接头的电和力学性能,实验结果表明焊接长度为1m时的接头电阻小于2n?,并与计算值较吻合;力学测试表明Sn-Ag焊料存在明显的低温冷脆。环氧树脂是线圈绕制采用的主要粘接绝缘材料,亦是主冷屏支撑组件的粘接材料,其粘接强度是研究磁体机械稳定性和安全运行的基础参数之一。实验测试了环氧粘接面的粘接强度,得到了环氧的断裂应力,为本文非稳态机械特性分析提供了基础数据。
董宇国[4]（2009）在《紧凑型两级GM制冷机实验测试及性能优化》文中进行了进一步梳理低温真空泵通过低温冷凝和低温吸附的方式获得真空环境,其抽速大、极限真空度高、使用方便、工作稳定,能够获得清洁的真空环境,使得应用场合日益扩大。Gifford-Mcmahon制冷机（简称GM制冷机）由于结构简单、运转可靠、性能稳定、使用寿命长等优点,被广泛用作低温真空泵的冷源。随着低温泵在半导体成膜工业和光学透镜涂层等工业领域的应用日益广泛,对GM制冷机的制冷温度和制冷量提出了更高的要求,希望获得满足工业生产要求的相应规格的两级GM制冷机。本文在实验样机的基础上进行了详细的理论分析和实验研究,设计开发出满足性能要求的结构紧凑型两级GM制冷机,其制冷性能如下:一级最低制冷温度41.8K,二级冷头最低制冷温度7.2K,12K时获得4.3W制冷量。本文着重进行以下几方面的理论和实验研究,取得了一定的进展和成果。（1）分析了GM制冷机的工作原理和理论制冷循环过程,以及在制冷循环过程中氦气的状态变化。在原有实验样机的基础上,对GM制冷机进行了热力计算。运用热力学理论详细地计算了GM制冷机的理论制冷量,以及在实际制冷循环过程中产生的示功图损失、回热器损失和穿梭损失等主要冷量损失,分析了各种参数对制冷性能的影响,确定了制冷机的主要结构尺寸,并为具体的实验研究指明了途径。（2）自主设计和搭建了两级GM制冷机的实验平台,建立了制冷温度测量系统和制冷量测量系统。采用精度良好的温度传感器精确测量制冷温度;利用热平衡原理,通过冷头上粘贴的加热片的发热功率来间接获得制冷量。（3）针对常规蓄冷填料和磁性蓄冷填料,对不同的制冷样机进行了详细的实验研究,通过不同样机的实验对比分别得出二级蓄冷器尺寸、高低压力、冷头低温冷凝吸附结构,尤其是蓄冷器填料对制冷机性能的影响,实验重点在于ErNi和HoCu2这两种磁性材料的填充,最终得出符合设计要求的蓄冷器尺寸结构,蓄冷器填料以及填充方式,开发出满足性能要求的实验样机。本文设计开发的两级GM制冷机由于其紧凑的尺寸结构和制冷性能,能够获得广泛的应用。
王娟[5]（2004）在《中性束注入器用大型低温冷凝泵的特性研究》文中提出液氦低温冷凝泵是利用低温面对气体有强吸附能力的原理，实现抽气的真空获得设备，它具有抽速大、工作压强范围宽、极限真空度高等一系列优点，是普通真空设备无法比拟的，作为中性束注入系统的主抽泵，它能满足中性束注入系统对大抽速的要求，提高中性束的传输效率。 本文首先介绍了中性束注入系统的国内外发展状况，阐述了中科院等离子体所HT-7中性束注入系统的构成，主要对用于中性束注入系统的大型低温冷凝泵的特性进行了理论分析；对冷凝抽气面的热负载进行了分析计算；用蒙特卡罗法对辐射挡板的分子传输几率与热传输几率进行了模拟计算；研究了低温表面的处理方法对抽速的影响以及氢层厚度对各低温参数的影响；最后对用于中性束注入系统的大型低温冷凝泵的抽速进行了验证，得出的结论是：选取40万升／秒的抽速是合理的。 开展中性束注入系统液氦低温冷凝泵的相关研究，对获得优良的束传输效率，具有积极的意义；并为以后开发更大抽速的低温泵及相关应用积累了丰富的物理参数和经验。
陈长琦,朱武,方应翠,施立群,王先路[6]（2002）在《蒙特卡洛方法在小型闭循环10K双级G-M制冷机低温泵设计中的应用》文中研究指明介绍了小型制冷机低温泵的特点、抽气机理和蒙特卡洛方法在小型制冷机低温泵设计中的应用 ,详细讨论了低温泵的结构与二级冷阵传输系数的关系 ,给出了低温泵结构优化设计的一种方法。
二、蒙特卡洛方法在小型闭循环10K双级G-M制冷机低温泵设计中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、蒙特卡洛方法在小型闭循环10K双级G-M制冷机低温泵设计中的应用（论文提纲范文）
（1）冷光学系统低温集成关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明表 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外低温光学技术发展现状 |
| 1.2.1 国外低温光学技术发展现状 |
| 1.2.2 国内低温光学技术发展现状 |
| 1.3 冷光学低温集成相关技术 |
| 1.3.1 低温制冷技术 |
| 1.3.2 低温冷量传输技术 |
| 1.3.3 低温绝热技术 |
| 1.3.4 光机热集成分析技术 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第二章 冷光学低温集成系统的组成和特点 |
| 2.1 空间冷光学低温集成系统的组成及特点 |
| 2.1.1 空间红外载荷冷光学低温集成系统 |
| 2.1.2 空间红外载荷冷光学低温集成系统特点 |
| 2.2 机载平台冷光学低温集成系统的组成及特点 |
| 2.2.1 机载热红外高光谱成像仪冷光学低温系统组成 |
| 2.2.2 机载热红外载荷冷光学低温集成系统的特点 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 冷光学低温集成系统热设计 |
| 3.1 冷光学低温集成设计热学基本原理 |
| 3.2 冷光学低温集成设计传热分析 |
| 3.3 空间红外载荷冷光学低温集成设计 |
| 3.3.1 空间红外载荷冷光学低温集成冷量传输单元选取 |
| 3.3.2 空间载荷冷光学低温集成系统冷量传输热设计 |
| 3.3.3 空间载荷冷光学低温集成系统传热过程热阻分析 |
| 3.3.4 后继冷光学组件低温集成热设计 |
| 3.3.5 干涉仪组件精密温控热设计 |
| 3.4 机载热红外冷光学低温集成设计 |
| 3.4.1 机载热红外冷光学组件制冷方式的选取 |
| 3.4.2 机载热红外冷光学低温集成热设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 冷光学低温集成系统热分析计算 |
| 4.1 冷光学低温集成系统温度场求解基本方法 |
| 4.1.1 温度控制方程 |
| 4.1.2 定解条件 |
| 4.2 热分析模型简化原则及参数选取 |
| 4.3 空间载荷冷光学系统热分析计算 |
| 4.3.1 热仿真模型 |
| 4.3.2 辐射制冷器计算工况及结果 |
| 4.3.3 冷光学系统计算结果 |
| 4.4 机载热红外冷光学系统热分析计算 |
| 4.4.1 热分析模型和计算参数 |
| 4.4.2 热分析边界及计算工况 |
| 4.4.3 计算结果 |
| 4.4.4 低温制冷性能验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 冷光学低温集成系统热性能试验研究 |
| 5.1 热真空试验系统及测试方法 |
| 5.1.1 试验系统冷源 |
| 5.1.2 试验要求 |
| 5.1.3 数据采集及控制系统 |
| 5.1.4 试验方法 |
| 5.1.4.1 外热流模拟方法 |
| 5.1.4.2 试验工况判据 |
| 5.1.4.3 试验数据处理与误差分析 |
| 5.2 辐射制冷器热真空性能试验研究 |
| 5.2.1 产品试验状态及试验工况 |
| 5.2.2 降温过程 |
| 5.2.3 试验结果 |
| 5.3 乙烷低温槽道热管冷量传输性能试验研究 |
| 5.3.1 乙烷低温槽道热管传热能力理论分析 |
| 5.3.2 乙烷低温槽道热管传热性能分析 |
| 5.4 空间载荷冷光学低温集成系统热性能试验研究 |
| 5.4.1 试验环境 |
| 5.4.2 试验产品试验状态 |
| 5.4.3 试验工况及边界设置 |
| 5.4.4 试验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 本文主要研究内容回顾 |
| 6.1.1 冷光学系统低温集成热设计 |
| 6.1.2 冷光学低温集成系统热分析计算 |
| 6.1.3 冷光学系统热性能试验研究 |
| 6.2 本文的主要创新点 |
| 6.3 不足之处及未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）CYCIAE-100回旋加速器低温冷板参数的蒙特卡罗模拟（论文提纲范文）
| 1 低温冷板模拟 |
| 1.1 低温冷板原理 |
| 1.2 低温冷板模型建立 |
| 1.3 低温冷板参数的蒙特卡罗模拟流程 |
| 2 模拟结果与分析 |
| 3 实验测试结果与分析 |
| 4 结论 |
（3）MICE超导耦合磁体运行稳定性关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| Contents |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 μ介子对撞机及中微子工厂 |
| 1.1.2 MICE 实验装置 |
| 1.2 MICE 超导耦合磁体 |
| 1.2.1 耦合磁体概述 |
| 1.2.2 耦合磁体的冷质量结构 |
| 1.2.3 小型制冷机冷却系统 |
| 1.3 研究的目的和意义 |
| 1.4 超导磁体系统的国内外研究现状 |
| 1.4.1 超导磁体机械稳定性研究的发展 |
| 1.4.2 小型制冷机冷却稳定性研究 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 耦合磁体冷质量稳态应力特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超导线圈的等效机械参数辨识 |
| 2.2.1 超导耦合磁体线圈等效弹性模量的定义 |
| 2.2.2 线圈等效弹性模量计算 |
| 2.3 耦合磁体的应力校核准则 |
| 2.4 超导磁体稳态应力的理论模型 |
| 2.4.1 超导螺线管磁体弹性力学基本关系 |
| 2.4.2 磁体的绕制初应力计算 |
| 2.4.3 磁体降温后的热应力计算 |
| 2.4.4 磁体励磁后的电磁应力计算 |
| 2.5 耦合磁体冷质量稳态应力有限元分析 |
| 2.5.1 耦合磁体冷质量有限元模型中的关键技术 |
| 2.5.2 含滑移面结构的冷质量稳态应力有限元模型 |
| 2.5.3 有限元模拟结果及分析 |
| 2.5.4 半解析解与数值模拟结果比较 |
| 2.6 稳态机械应力对耦合磁体运行稳定性的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 耦合磁体冷质量结构参数优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超导线预应力优化 |
| 3.2.1 绕制结束时预应力的影响 |
| 3.2.2 降温结束时预应力的影响 |
| 3.2.3 励磁结束时预应力的影响 |
| 3.3 紧固带结构参数优化 |
| 3.3.1 紧固带对冷质量机械应力的影响 |
| 3.3.2 紧固带对盖板焊接时线圈最高温度的影响 |
| 3.4 耦合磁体结构参数的确定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 耦合磁体非稳态工况下的机械稳定性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超导磁体机械扰动源 |
| 4.2.1 耦合磁体的最小失超能量 |
| 4.2.2 机械扰动源计算 |
| 4.3 磁体冷质量非稳态应力行为研究 |
| 4.3.1 耦合磁体的失超保护系统 |
| 4.3.2 失超过程非稳态应力有限元计算模型 |
| 4.3.3 非稳态应力计算结果讨论 |
| 4.4 滑移面结构参数优化 |
| 4.4.1 滑移面结构对降温后冷质量内部应力分布的影响 |
| 4.4.2 滑移面结构对励磁后冷质量内部应力分布的影响 |
| 4.4.3 耦合磁体滑移面结构的确定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 耦合磁体冷却稳定性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 MICE 超导耦合磁体冷却方案分析及确定 |
| 5.2.1 小型制冷机类型的选择 |
| 5.2.2 磁体线圈的冷却方式 |
| 5.2.3 磁体的冷却系统 |
| 5.3 磁体系统的热负荷计算及分析 |
| 5.3.1 辐射漏热 |
| 5.3.2 支撑漏热 |
| 5.3.3 各种管道的导热漏热 |
| 5.3.4 信号线导热漏热 |
| 5.3.5 电流引线漏热 |
| 5.3.6 超导线接头的漏热 |
| 5.3.7 耦合磁体总热负荷 |
| 5.4 磁体冷却系统的设计优化 |
| 5.4.1 低温热虹吸冷却回路设计 |
| 5.4.2 脉冲管制冷机与热虹吸回路连接方案 |
| 5.5 耦合磁体60K 冷屏系统设计优化 |
| 5.5.1 冷屏热分析及优化设计 |
| 5.5.2 柔性连接带优化 |
| 5.5.3 主冷屏支撑设计 |
| 5.6 耦合磁体冷却系统参数的确定 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 超导线接头及环氧粘接结构性能测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 超导线钎焊接头性能测试 |
| 6.2.1 超导线钎焊接头电阻测试 |
| 6.2.2 超导线钎焊接头的力学性能测试 |
| 6.3 环氧粘接结构的力学性能测试 |
| 6.3.1 实验原理 |
| 6.3.2 实验试样及装置 |
| 6.3.3 实验结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）紧凑型两级GM制冷机实验测试及性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 GM 制冷机的研究现状 |
| 1.2.1 GM 制冷机国外发展现状 |
| 1.2.2 GM 制冷机国内发展现状 |
| 1.2.2.1 新型冷端换热器的研发 |
| 1.2.2.2 新型蓄冷填料的应用 |
| 1.2.2.3 活塞密封形式的改变 |
| 1.2.2.4 蓄冷器外置式GM 制冷机 |
| 1.2.2.5 进排气阀控制方式的革新 |
| 1.2.3 GM 制冷机的发展和问题 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 GM 制冷机工作原理和热力学分析 |
| 2.1 制冷原理和系统 |
| 2.1.1 制冷原理 |
| 2.1.2 制冷系统和循环过程 |
| 2.2 理想循环和热力计算 |
| 2.2.1 理想循环 |
| 2.2.1.1 升压过程 |
| 2.2.1.2 等压进气过程 |
| 2.2.1.3 绝热放气过程 |
| 2.2.1.4 等压排气过程 |
| 2.2.2 G-M 制冷机的热力学计算 |
| 2.2.2.1 理论制冷量 |
| 2.2.2.2 单个循环内压缩机耗功 |
| 2.2.2.3 理想G-M 循环制冷系数 |
| 第三章 GM 制冷机的实际循环和热力计算 |
| 3.1 实际循环和损失计算 |
| 3.1.1 主要损失分析 |
| 3.1.1.1 膨胀机示功图损失 |
| 3.1.1.2 热损失 |
| 3.1.1.3 空容积损失 |
| 3.1.1.4 压缩机损失 |
| 3.1.1.5 工质非理想气体特性的影响 |
| 3.1.2 实际循环热力学参数计算 |
| 3.1.2.1 实际制冷量 |
| 3.1.2.2 压缩机实际耗功 |
| 3.1.2.3 实际制冷系数 |
| 3.2 实验样机的具体热力学计算 |
| 3.2.1 实际样机的结构 |
| 3.2.2 实际样机的热力计算 |
| 第四章 两级GM 制冷机的实际平台 |
| 4.1 两级GM 制冷机实验系统 |
| 4.2 实验测量系统 |
| 4.2.1 温度测量系统 |
| 4.2.2 制冷量测量系统 |
| 4.2.3 真空测量系统 |
| 4.3 实验仪器和设备 |
| 4.3.1 压缩机系统 |
| 4.3.2 真空系统 |
| 第五章 常规蓄冷材料的实验研究和分析 |
| 5.1 回热器概述 |
| 5.1.1 回热器 |
| 5.1.2 填料的选择 |
| 5.2 常规蓄冷材料 |
| 5.2.1 回热器容积的影响 |
| 5.2.2 高低压比的影响 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 磁性蓄冷材料的实验研究 |
| 6.1 磁性材料概述和选择 |
| 6.2 磁性材料的实验研究 |
| 6.2.1 ErNi 填料的实验研究 |
| 6.2.2 HoCu2 填料的实验研究 |
| 6.2.3 混合填料的实验研究 |
| 6.2.4 采用2.2kW 压缩机的实验研究 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 总结 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 存在问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表的论文 |
（5）中性束注入器用大型低温冷凝泵的特性研究（论文提纲范文）
| 第一章 绪论 |
| 1.1 中性束注入加热的国内外发展概况 |
| 1.2 中性束注入加热技术简介 |
| 1.3 低温泵对于中性束注入器的意义 |
| 1.4 课题的来源、目的及课题所研究的主要内容 |
| 1.5 课题的意义 |
| 第二章 中性束注入装置组成 |
| 2.1 离子源 |
| 2.2 中性化室 |
| 2.3 主真空室 |
| 2.4 偏转磁铁 |
| 2.5 低温冷凝泵 |
| 2.6 漂移管道 |
| 2.7 真空抽气系统 |
| 2.8 其它系统 |
| 第三章 低温泵及其基本理论 |
| 3.1 低温下的蒸汽特性 |
| 3.2 低温泵的抽气原理 |
| 3.2.1 低温冷凝抽气 |
| 3.2.2 低温吸附抽气 |
| 3.2.3 低温捕集抽气 |
| 3.3 低温泵的物理参量 |
| 3.3.1 基本方程 |
| 3.3.2 入射到表面的分子数 |
| 3.3.3 平衡压强 |
| 3.3.4 最大比抽速 |
| 3.3.5 低温泵的再生 |
| 3.4 低温泵抽气特性 |
| 3.4.1 粘滞流和过渡流时的抽气特性 |
| 3.4.2 分子流时的抽气特性 |
| 3.5 低温吸附泵 |
| 3.5.1 低温吸附泵的工作机理 |
| 3.5.2 各种吸附剂的低温物理性能 |
| 3.5.3 吸附剂的选择 |
| 3.6 低温冷凝泵 |
| 3.6.1 低温冷凝泵的工作原理 |
| 3.6.2 凝结系数α |
| 3.6.3 冷凝物的导热率 |
| 3.7 影响低温冷凝泵抽速的因素 |
| 3.7.1 被抽气体压强和低温表面的温度对抽速的影响 |
| 3.7.2 捕获系数对低温泵抽速的影响 |
| 3.7.3 屏蔽挡板对抽速的影响 |
| 3.7.4 冷凝层对低温泵抽速的影响 |
| 3.8 两种泵的抽速比较 |
| 第四章 低温泵的热负荷计算 |
| 4.1 液氦容器热负荷计算 |
| 4.1.1 低温面的辐射热Q_1 |
| 4.1.2 被抽气体的载热Q_2 |
| 4.1.3 液氦杜瓦受液氮杜瓦的辐射热Q_3 |
| 4.1.4 输液管的传导热Q_4 |
| 4.2 液氮系统热负荷计算 |
| 4.3 液氦的消耗率 |
| 4.4 液氮的消耗率 |
| 第五章 低温泵挡板设计及其表面处理分析 |
| 5.1 辐射挡板的典型结构与分析 |
| 5.2 低温泵中辐射挡板的作用 |
| 5.3 设计辐射挡板时应主要考虑的问题 |
| 5.4 蒙特卡罗法模拟挡板的流导几率与传输系数 |
| 5.4.1 蒙特卡洛方法简介 |
| 5.4.2 模拟大意 |
| 5.4.3 具体步骤 |
| 5.4.4 模拟结果与分析 |
| 5.5 挡板的表面处理分析 |
| 5.5.1 挡板透射系数TP的另一种计算方法 |
| 5.5.2 挡板表面处理优化分析 |
| 第六章 冷凝泵的抽速计算与测定 |
| 6.1 中性束注入器主真空室内气源情况分析 |
| 6.2 主真空室压强的理论分析 |
| 6.2.1 压力计算的物理假设 |
| 6.2.2 主真空室压强分布 |
| 6.2.3 抽速测定 |
| 6.2.4 验证抽速 |
| 6.3 一定温度下抽速与真空度的关系 |
| 6.4 低温冷凝泵的抽速与低温板温度的关系 |
| 6.5 氢层厚度对低温泵性能的影响 |
| 6.5.1 氢层厚度对极限压强的影响 |
| 6.5.2 氢层厚度对抽速的影响 |
| 6.5.3 氢层厚度对排气量的影响 |
| 6.5.4 氢层厚度对温差的影响 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 个人论文 |
（6）蒙特卡洛方法在小型闭循环10K双级G-M制冷机低温泵设计中的应用（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 低温泵结构设计的基本原则 |
| 3 低温泵结构设计方案 |
| 4 奥特莱-蒙特卡洛方法 |
| 5 二级冷阵等效管道传输几率与低温泵结构尺寸的关系 |
| 6 结论 |
四、蒙特卡洛方法在小型闭循环10K双级G-M制冷机低温泵设计中的应用（论文参考文献）
- [1]冷光学系统低温集成关键技术研究[D]. 刘恩光. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2018(05)
- [2]CYCIAE-100回旋加速器低温冷板参数的蒙特卡罗模拟[J]. 张素平,潘高峰,张天爵,邢建升,秦久昌,李振国. 原子能科学技术, 2016(04)
- [3]MICE超导耦合磁体运行稳定性关键技术研究[D]. 潘衡. 哈尔滨工业大学, 2010(05)
- [4]紧凑型两级GM制冷机实验测试及性能优化[D]. 董宇国. 上海交通大学, 2009(04)
- [5]中性束注入器用大型低温冷凝泵的特性研究[D]. 王娟. 合肥工业大学, 2004(03)
- [6]蒙特卡洛方法在小型闭循环10K双级G-M制冷机低温泵设计中的应用[J]. 陈长琦,朱武,方应翠,施立群,王先路. 流体机械, 2002(12)