氩氦刀探针的数值模拟

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氩氦刀探针的数值模拟

流体力学与传递现象 | 更新时间：2025-12-10

- 氩氦刀探针的数值模拟
- Numerical study of Ar-He cryoprobe
- 化工学报 2012年第S2期页码：53-57
- 作者机构：
  
  浙江大学制冷与低温研究所,浙江,杭州,310027
- 作者简介：
  
  张绍志(1972-),男,副教授.
- 基金信息：
- DOI：10.3969/j.issn.0438-1157.2012.z2.010
  中图分类号： B69
- 网络首发：2012-12-28，
  
  纸质出版：2012-12-28
- 稿件说明：
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张绍志, 王宏宇, 牛梅梅, 等. 氩氦刀探针的数值模拟[J]. 化工学报, 2012,(S2):53-57.

ZHANG Shaozhi, WANG Hongyu, NIU Meimei, et al. Numerical study of Ar-He cryoprobe[J]. CIESC Journal, 2012, (S2): 53-57.
张绍志, 王宏宇, 牛梅梅, 等. 氩氦刀探针的数值模拟[J]. 化工学报, 2012,(S2):53-57. DOI： 10.3969/j.issn.0438-1157.2012.z2.010.

ZHANG Shaozhi, WANG Hongyu, NIU Meimei, et al. Numerical study of Ar-He cryoprobe[J]. CIESC Journal, 2012, (S2): 53-57. DOI： 10.3969/j.issn.0438-1157.2012.z2.010.

为了指导氩氦刀设计

对氩氦刀低温探针的内外部传热和J-T节流过程进行了稳态模拟

采用有限差分法

考虑了轴向传热和冷端低压流体的气液两相特征

在氩氦刀端部假设与外界恒热流换热

对流体和壁面的温度分布进行了计算

对不同进气温度下氩氦刀的制冷能力进行了比较。低压流体在换热器冷端存在气液两相

高压进气温度降低有利于制冷量提高;当高压进气温度由300 K降至270 K

同时维持冷刀端部有效制冷区域外壁温度基本不变的情况下

外部热流可提高20%左右;如利用半导体模块来预冷高压进气

0.001 kg·s-1氩气流量用4片C1206型制冷片

冷却模块尺寸约20 cm×5 cm×5 cm即可满足要求。

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