低温绝热实验.pdfVIP

上海交通大学制冷与低温工程研究所 低温真空绝热实验 （实际实验有所不同 ，本文件作参考 ） 一、实验目的 1.了解影响低温绝热性能的各种因素 2.掌握低温绝热形式以及真空多层绝热的基本原理 3.熟悉真空度、绝热材料与漏热率的关系 二、实验装置 通过三组不同的真空低温绝热容器 （杜瓦）的绝热性能对比，了解实现低温绝热的基本方法。 三个小杜瓦采用相同的壳体材料（不锈钢 ），具有相同的几何结构（外径、内径、壁厚、高度和绝热 材料填充容积）。但填充材料不同，＃1 号杜瓦绝热腔内为空；＃2 号杜瓦绝热腔内为珍珠岩膨胀珠 光沙 ；＃3 号杜瓦绝热腔内为多层绝热材料。杜瓦结构如图 1 所示，由不锈钢内、外筒组成，填充 完所对应的绝热材料后，封装并在敞口处采用法兰密封。杜瓦的绝热腔在外壁上留有一个真空度可 调的接口。为便于搁置，在杜瓦上端颈部四周设有支持。杜瓦敞口通过带孔的泡沫盖关闭。杜瓦内 存放热传导较好了被冷却液体样品 （无水乙醇），杜瓦外壁由液氮冷却。为了减少环境漏热，内筒在 保证强度的条件下，尽量采用较大的长径比。 P L1 r1 L2 L1 r2 m, T LN2 图 1 实验杜瓦 真空计 放空针阀 真空 截止阀 针阀 实验 真空泵 杜瓦 1 上海交通大学制冷与低温工程研究所 图 2 真空设备连接 杜瓦的抽真空口与真空泵连接，为了控制和测量杜瓦内部的真空度，需要设置如图 2 所示的管 路系统。在杜瓦出口的管路上设置一截止阀，用于完全断开或者连通实验杜瓦与外界系统。在管路 上连接一真空计，用于测量杜瓦内部的动态真空度。在靠近真空泵一侧连有两个针阀，其中一个用 于控制抽空管路与真空泵的开度，另一个用于连通大气，两者组合起来可用于调节杜瓦内所需的动 态平衡真空度。与真空泵的连接段采用 KF －25 法兰接口。实验杜瓦的抽空口也采用 KF －25 法兰 标准接口。 三、基本原理 ： 假设不锈钢钢内壁和外壁以及绝热材料不存在纵向温差，即只考虑径向一维传热，则漏入液氮 池的热量为 T q R （1 ） 式中： T T T LN 2 （2 ） T ：杜瓦内样品温度，K T LN 2 ：液氮池的温度，恒定为77 K R  R  R  R