【摘 要】
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为中国高灵敏度液氙暗物质探测器(Panda X项目)提供超高纯探测介质,研制了一套获得高纯氙气的低温精馏分离系统,将原料氙气中的放射性氪-85(85Kr)的含量降低到10-12mol/mol以下.本文采用计算机模拟方法对所研制的低温精馏分离系统进行综合分析,研究塔压、进料量、回流比、出料量、再沸器功率等对产品氙的影响,结合均匀试验设计方法及前期实验测试结果,实现实验装置的优化设计.同时,为深入了解
【机 构】
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上海交通大学 制冷与低温工程研究所 上海市闵行区东川路800号 200240 上海交通大学 粒子与
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为中国高灵敏度液氙暗物质探测器(Panda X项目)提供超高纯探测介质,研制了一套获得高纯氙气的低温精馏分离系统,将原料氙气中的放射性氪-85(85Kr)的含量降低到10-12mol/mol以下.本文采用计算机模拟方法对所研制的低温精馏分离系统进行综合分析,研究塔压、进料量、回流比、出料量、再沸器功率等对产品氙的影响,结合均匀试验设计方法及前期实验测试结果,实现实验装置的优化设计.同时,为深入了解该提纯系统的动态特性,借助软件Aspen Dynamics对该系统进行动态模拟.结果表明,在再沸器功率为25W、塔压为215kPa、回流比为191时,可达到实验装置的最优化操作.
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国内成功研制出第一台10KW@20k的大型氦制冷机,此系统日耗电量高达16800kW·h,因此对其进行优化设计以达到节能就显得尤为重要.本文采用c++编写程序实现制冷机的热力学过程,同时与matlab编写的遗传算法接口相连,通过以制冷量和系统(火用)效率的加权值为优化目标实现对流程主要参数的优化,结果表明,基于遗传算法的优化过程可以快速高效搜索到全局最优解,对大型低温流程的优化具有重要意义.
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采用4.2K级小型低温制冷机作为冷源,可以将低温超导磁体冷却至5K以下,使得超导磁体处在临界温度以下,从而实现无电阻运行.采用传导冷却的形式冷却超导磁体,具有系统结构简单等优点.本文讲述了一套采用单台1.5W@4.2K的制冷机作为冷源的低温超导磁体系统,其中超导磁体由三组线圈对组成,使用NbTi线绕制.系统自常温开机运行,约60小时后,超导磁体降温至4K,进入超导状态,可进行加电实验.当电流加载至
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