制冷與低溫工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)

內(nèi)容概要

隨著科技進(jìn)步和人們生活水平的提高，對(duì)制冷與低溫工程專門人才的需求量與日俱增。擴(kuò)大知識(shí)面、鼓勵(lì)創(chuàng)新和加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的發(fā)展方向。作者希望本教材能讓讀者比較全面地了解制冷與低溫工程專業(yè)領(lǐng)域；掌握制冷與低溫工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基本理論與方法；跟蹤學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)；提高綜合實(shí)踐能力。 　　全書共分為13章，涵蓋了制冷與低溫工程學(xué)科的主要實(shí)驗(yàn)技術(shù)。將制冷與低溫工程實(shí)驗(yàn)中涉及的溫度、壓力、流量及控制指標(biāo)等共性測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)放在前面，希望讀者關(guān)注專業(yè)領(lǐng)域中的主要特性參數(shù)；隨后分別介紹了基礎(chǔ)與共性技術(shù)、實(shí)驗(yàn)（包括計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)）原理與方法；最后介紹了制冷與低溫技術(shù)中熱點(diǎn)問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究。從工程技術(shù)角度出發(fā)，就是要解決主要參數(shù)（量）的測(cè)控問(wèn)題，這是除了原理外技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)，并且也是檢驗(yàn)新的理論的唯一途徑。

書籍目錄

第1章  制冷與低溫系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、監(jiān)控的評(píng)價(jià)參數(shù)和性能指標(biāo)  1.1  溫度及其測(cè)量方法    1.1.1  溫度的基本概念    1.1.2  溫度測(cè)量方法  1.2  壓力及其測(cè)量方法    1.2.1  壓力的基本概念    1.2.2  穩(wěn)態(tài)壓力的測(cè)量    1.2.3  動(dòng)態(tài)壓力的測(cè)量  1.3  能耗指標(biāo)及其測(cè)量技術(shù)    1.3.1 功率及其測(cè)量方法    1.3.2  耗熱量及其測(cè)量方法  1.4  制冷量及其測(cè)量方法  1.5  能效比  1.6  液化系數(shù)及其他參數(shù)  參考文獻(xiàn)第2章  制冷與低溫工質(zhì)的性能與實(shí)驗(yàn)  2.1  制冷劑概述    2.1.1  制冷劑的選用準(zhǔn)則    2.1.2  環(huán)境影響指標(biāo)    2.1.3  熱力性質(zhì)及其對(duì)循環(huán)的影響    2.1.4  粘度和導(dǎo)熱性    2.1.5  制冷劑與潤(rùn)滑油的溶解性    2.1.6  其他物理、化學(xué)性質(zhì)    2.1.7  替代CFCs的單一制冷劑    2.1.8  混合制冷劑  2.2  制冷劑制冷性能評(píng)價(jià)  2.3  低溫工質(zhì)或低溫液態(tài)產(chǎn)品及其應(yīng)用    2.3.1  液氮    2.3.2  液氦    2.3.3  液氫    2.3.4  液氧    2.3.5  液化空氣    2.3.6  液氖    2.3.7  應(yīng)用注意事項(xiàng)  2.4  實(shí)驗(yàn)混合工質(zhì)制冷實(shí)驗(yàn)原理與方法    參考文獻(xiàn)第3章  制冷系統(tǒng)及設(shè)備的實(shí)驗(yàn)  3.1  實(shí)驗(yàn)1單級(jí)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的循環(huán)實(shí)驗(yàn)原理與方法  3.2  實(shí)驗(yàn)2活塞式制冷壓縮機(jī)的性能實(shí)驗(yàn)原理與方法  3.3  實(shí)驗(yàn)3渦旋式制冷壓縮機(jī)性能實(shí)驗(yàn)原理與方法  3.4  實(shí)驗(yàn)4風(fēng)冷式冷凝器性能實(shí)驗(yàn)原理與方法  3.5  實(shí)驗(yàn)5水冷式冷凝器性能實(shí)驗(yàn)原理與方法  3.6  實(shí)驗(yàn)6螺旋管型熱管傳熱實(shí)驗(yàn)原理與方法  3.7  制冷綜合實(shí)驗(yàn)的目的及要求第4章空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)  4.1  實(shí)驗(yàn)1空調(diào)系統(tǒng)的性能與節(jié)能實(shí)驗(yàn)  4.2  實(shí)驗(yàn)2空調(diào)系統(tǒng)的控制原理與實(shí)驗(yàn)  參考文獻(xiàn)第5章  低溫系統(tǒng)及其應(yīng)用  5.1  氦液化器  5.2  脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)低溫系統(tǒng)  5.3  超流氦制冷  5.4  3He制冷機(jī)    5.4.1  3He負(fù)壓制冷    5.4.2  3He壓縮制冷  5.5  3He-4He稀釋制冷機(jī)    5.5.1  工作原理    5.5.2  3He-4He稀釋制冷機(jī)  5.6  液氮驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)    5.6.1  LN2000液氮驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)    5.6.2  新型循環(huán)系統(tǒng)    5.6.3  液氦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)小結(jié)    參考文獻(xiàn)第6章  虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)  6.1  虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)    6.1.1  硬件    6.1.2  軟件  6.2  虛擬儀器在制冷空調(diào)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用實(shí)例  6.3  空分裝置的虛擬實(shí)驗(yàn)    6.3.1  空分裝置的模擬計(jì)算    6.3.2  空分裝置流程簡(jiǎn)介    6.3.3  KDONAr-50000／20000／1600型空分裝置的模擬計(jì)算  6.4  填料間壁式低溫?fù)Q熱器計(jì)算機(jī)模擬    6.4.1  模擬條件及模擬程序    6.4.2  模擬分析    6.4.3  結(jié)論  6.5  CPL計(jì)算機(jī)模擬    6.5.1  CPL系統(tǒng)工作原理    6.5.2  CPL系統(tǒng)試驗(yàn)裝置研發(fā)與數(shù)值模擬  6.6  計(jì)算機(jī)模擬太陽(yáng)能溴化鋰吸收空調(diào)的控制系統(tǒng)    6.6.1  實(shí)驗(yàn)平臺(tái)    6.6.2  實(shí)驗(yàn)過(guò)程    6.6.3  實(shí)驗(yàn)結(jié)果  6.7  計(jì)算機(jī)模擬低溫兩相流    6.7.1  常壓下低溫液體-水傳熱、傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型分析    6.7.2  數(shù)學(xué)模型    6.7.3  數(shù)值模擬及結(jié)果分析  6.8  計(jì)算機(jī)模擬溴化鋰吸收式制冷機(jī)    參考文獻(xiàn)第7章  低溫液體的輸送與傳熱實(shí)驗(yàn)  7.1  液體氦的輸送和實(shí)驗(yàn)室杜瓦瓶的灌注    7.1.1  輸液管    7.1.2  對(duì)實(shí)驗(yàn)液氦杜瓦瓶灌注液氦  7.2  液氮水下排放實(shí)驗(yàn)  7.3 液-固兩相傳熱實(shí)驗(yàn)的模擬    7.3.1  數(shù)值模擬思想    7.3.2  低溫液體溫度的模擬模型  參考文獻(xiàn)第8章  實(shí)驗(yàn)用低溫容器及其計(jì)算  8.1  實(shí)驗(yàn)用低溫容器的種類    8.1.1  玻璃杜瓦瓶    8.1.2  金屬杜瓦瓶  8.2  實(shí)驗(yàn)用金屬杜瓦瓶結(jié)構(gòu)  8.3  實(shí)驗(yàn)用金屬杜瓦瓶的強(qiáng)度及穩(wěn)定性    8.3.1  概述    8.3.2  內(nèi)膽的壁厚    8.3.3  外筒的壁厚    8.3.4  平板膽底  8.4  實(shí)驗(yàn)用金屬杜瓦瓶的漏熱    8.4.1  剩余氣體導(dǎo)熱    8.4.2  絕熱結(jié)構(gòu)的傳熱    8.4.3  內(nèi)膽頸管傳熱    8.4.4  頸管孔口的輻射傳熱    8.4.5  磁體勵(lì)磁電流引線的漏熱  8.5  輻射屏溫度選擇  8.6  杜瓦瓶的日蒸發(fā)率  8.7  有效導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)低溫容器日蒸發(fā)率的影響  參考文獻(xiàn)第9章  真空技術(shù)  9.1  概述  9.2  真空的獲得    9.2.1  近代獲得真空的方法    9.2.2  油封旋轉(zhuǎn)式真空泵    9.2.3  擴(kuò)散泵    9.2.4  低溫泵  9.3  真空系統(tǒng)    9.3.1  基本方程    9.3.2  流導(dǎo)和導(dǎo)管的幾何尺寸    9.3.3  抽氣時(shí)間的計(jì)算  9.4  真空測(cè)量  9.5  真空檢漏  9.6  真空密封、焊接及清潔度    9.6.1  真空密封    9.6.2  真空焊接    9.6.3  真空清潔度  9.7  真空系統(tǒng)集成與實(shí)驗(yàn)裝置    參考文獻(xiàn)第10章  低溫材料的物理性質(zhì)與界面熱阻實(shí)驗(yàn)  10.1  比熱  10.2  熱膨脹  10.3  電阻率  10.4  導(dǎo)熱系數(shù)  10.5  力學(xué)性能  10.6  接觸界面熱阻實(shí)驗(yàn)    10.6.1  接觸界面熱阻研究概況    10.6.2  氮化鋁與無(wú)氧銅低溫界面熱阻的實(shí)驗(yàn)研究    參考文獻(xiàn)第11章  超導(dǎo)技術(shù)的低溫應(yīng)用  11.1  低溫超導(dǎo)材料    11.1.1  超導(dǎo)體    11.1.2  超導(dǎo)態(tài)的臨界參數(shù)    11.1.3  超導(dǎo)體的分類  11.2  低溫超導(dǎo)磁體的穩(wěn)定性    11.2.1  問(wèn)題和對(duì)策    11.2.2  冷凍穩(wěn)定——低溫全穩(wěn)定  11.3  小型低溫超導(dǎo)磁體    11.3.1  磁體供電和電流引線    11.3.2  磁體的保護(hù)  11.4  低溫技術(shù)在高溫超導(dǎo)接收機(jī)前端中的應(yīng)用  11.5  超導(dǎo)磁體用低溫容器    參考文獻(xiàn)第12章  熱聲熱機(jī)的實(shí)驗(yàn)  12.1  熱聲熱機(jī)的結(jié)構(gòu)  12.2  熱聲熱機(jī)實(shí)驗(yàn)原理與方法    12.2.1  熱聲熱機(jī)實(shí)驗(yàn)原理與方法    12.2.2  熱聲熱機(jī)的頻率特性實(shí)驗(yàn)    12.2.3  揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)的熱聲制冷機(jī)實(shí)驗(yàn)    12.2.4  回?zé)崞鲗?shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)與填料實(shí)驗(yàn)    12.2.5  高頻熱聲斯特林熱機(jī)的性能實(shí)驗(yàn)  12.3  熱聲斯特林混合熱機(jī)實(shí)驗(yàn)    12.3.1  實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介    12.3.2  熱聲驅(qū)動(dòng)器    12.3.3  真空系統(tǒng)    12.3.4  動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)量及采集系統(tǒng)    12.3.5  高頻斯特林熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)步驟  12.4  實(shí)驗(yàn)    12.4.1  起振過(guò)程    12.4.2  系統(tǒng)穩(wěn)定后的壓力波分布及頻譜圖    12.4.3  結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響    12.4.4  運(yùn)行參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響    12.4.5  系統(tǒng)優(yōu)化以后的性能指標(biāo)    參考文獻(xiàn)第13章  低溫生物及醫(yī)學(xué)中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)  13.1  凍結(jié)實(shí)驗(yàn)原理與方法  13.2  冷凍干燥實(shí)驗(yàn)原理與方法  13.3  冷凍醫(yī)療方法  13.4  凍結(jié)實(shí)驗(yàn)    13.4.1  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容    13.4.2  實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料    13.4.3  實(shí)驗(yàn)過(guò)程    13.4.4  實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1．虛擬儀器系統(tǒng)的一般構(gòu)成及工作原理　　虛擬儀器是測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。虛擬儀器以通用計(jì)算機(jī)和配備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口的測(cè)量?jī)x器（GPIB、RS一232等接口及新型的VXI模塊化儀器）為基礎(chǔ)，將儀器硬件連接到計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，直接利用計(jì)算機(jī)豐富的軟硬件資源，將計(jì)算機(jī)硬件（處理器、存儲(chǔ)器、顯示器）和測(cè)量?jī)x器（頻率計(jì)、示波器、信號(hào)源）等硬件資源與計(jì)算機(jī)軟件資源（包括數(shù)據(jù)的處理、控制、分析和表達(dá)、過(guò)程通訊及圖形用戶界面）有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，完成特定的功能。因此，同其他儀器一樣，虛擬儀器也是由信號(hào)的采集與控制、信號(hào)的分析與處理、結(jié)果的表達(dá)與輸出這三大功能構(gòu)成（見(jiàn)圖6—1）。這三大功能的實(shí)現(xiàn)是由測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)完成的，由測(cè)試硬件完成信號(hào)的采集與控制，由計(jì)算機(jī)完成信號(hào)分析與處理、結(jié)果表達(dá)與輸出[3]。虛擬儀器的核心思想就是“軟件就是儀器”。利用虛擬儀器系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)自我需求來(lái)定義和設(shè)計(jì)儀器的功能，將傳統(tǒng)儀器部分硬件和最新計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)充分結(jié)合起來(lái)，對(duì)傳統(tǒng)儀器的功能進(jìn)行擴(kuò)展。虛擬儀器能夠充分利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)資源，它不僅能實(shí)現(xiàn)普通儀器的全部功能，而且還能實(shí)現(xiàn)普通儀器上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能?！　?．虛擬平臺(tái)　　基于Web的瀏覽器／服務(wù)器模式是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的一種基本模式?？蛻舳送ㄟ^(guò)瀏覽器訪問(wèn)Web服務(wù)器上的頁(yè)面，在Web頁(yè)面中嵌有虛擬實(shí)驗(yàn)軟件。服務(wù)器端接收來(lái)自客戶端的實(shí)驗(yàn)操作請(qǐng)求，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行仿真，實(shí)時(shí)調(diào)整虛擬元器件的狀態(tài)，模擬產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，輸出對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將結(jié)果返回給客戶端。這種方式是利用數(shù)據(jù)采集和儀器控制技術(shù)（VXl、GPIB、PXI等）組建虛擬實(shí)驗(yàn)室，利用專用軟件（LabVJew，LabWindows／CVI或VEE）設(shè)計(jì)所需要的虛擬儀器，并利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使虛擬實(shí)驗(yàn)室加入Internet。這種方式與基于虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的區(qū)別在于：用戶無(wú)需安裝應(yīng)用軟件，只需配置網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，開(kāi)發(fā)LabVJew虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以及數(shù)據(jù)采集和儀器控制硬件分別位于遠(yuǎn)程的www服務(wù)器和儀器控制服務(wù)器，由用戶登錄到遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?；赪eb技術(shù)（HTML，CG-I，ASP，Java等）和遠(yuǎn)程測(cè)量的分布式虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)框圖與基于Interne的B／S模式虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室如圖6—2所示。

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