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制冷机冷水机组系统漏热量的测量

时间:2024-10-15 04:38:10

为了测定本脉管制扌谂上涝冷机在某一特定工作温区的背景漏热(包含通过回热器管璧,脉管、回热器填料的热传导和辐射热损失),我们利用加热复温的方法测量了脉管制冷机的整体漏热量。

测量的方法如下:当系统稳定在最低制冷温度后,关闭压缩机,在脉管冷头用电阻加热,测出脉管制冷机冷头在不同加热功率下的复温曲线,然后计算出某一温度下不同加热功率时的复温速率,通过线性拟合就可以得到制冷机在该温度时的漏热量。

我们分别测量了在加热功率为0W、2W、4W、6W、8W时,系统在30K、40K、50K、60K、70K、80K温区的升温速率。为30K,40K、50K、60K、70K、80K时复温速率与加热功率之间的变化关系,将图上某一温度在不同加热功率下的五个速率点进行线性拟合,再将拟合直线延伸到与横坐标相交。交点横坐标的值代表的含义为当升温速率为零时冷头所需的加热量,其值为负。该值的绝对值就是使制冷机冷头保持在该温度时所需要的制冷量,根据能量平衡,即可得脉管制冷机在该温度下的漏热量。

根据得到的数据对每一温区的试验点进行线性拟合,就可以计算出30K、40K、50K、60K、70K、80K时系统的漏热量。其结果如表所示。

从结果中可以看出,30K时漏热量最小,随着温度的升高漏热量反而增大,从30K到50K的变化很明显,50K到80K则漏热量的变化很小。50K以下时,随温度的升高而升高,是因为制冷机中参与热传导材料的导热系数在低温区变化比较明显,一方面氦气和不锈钢的导热系数会随着温度的升高而成倍增加,另一方面铅丸的导热系数随着温度的升高而减小,这两方面因素综合在一起形成一个等效的导热系数变化规律,从而影响制冷机在不同温区的漏热量。

试验获得的数据均是由测量系统测得,但因测量设备、仪表、测量对象以及测量方法都不同程度受到各种不断变化的因素的影响,我们测得的数据并非被测对象的真实值,不可避免地存在测量误差。

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