SU1469292A1 - Устройство дл исследовани физических свойств сверхтекучих растворов изотопов гели - Google Patents
Устройство дл исследовани физических свойств сверхтекучих растворов изотопов гели Download PDFInfo
- Publication number
- SU1469292A1 SU1469292A1 SU874260593A SU4260593A SU1469292A1 SU 1469292 A1 SU1469292 A1 SU 1469292A1 SU 874260593 A SU874260593 A SU 874260593A SU 4260593 A SU4260593 A SU 4260593A SU 1469292 A1 SU1469292 A1 SU 1469292A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- chamber
- cooling
- thermal
- capillary
- control chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике физического эксперимента при низ-- ких температурах. Целью его вл етс повышение функциональных возможностей за счет обеспечени непрерывного регулировани температуры и концентрации раствора, расширение диапазона рабочих температур в сторону абсолютного нул . Устройство содер-- жит управл ющую камеру с нагревателем и термометром, соединенную хла- допроводом с первой ступенью предварительного охлаждени . Капилл р соедин ет управл ющую камеру с измерительной камерой, наход щейс в теп- ловом контакте со ступенью предельного охлаждени 8. При включении нагревател увеличиваетс давление в управл ющей камере за счет роста осмотического и фонтанного давлений. Возникающа разность давлений между управл ющей и измерительной камерами заставл ет Ие течь из управл ющей камеры в измерительн тб. Когда сумма осмотического и фонтанного давлений в обеих камерах становитс одинаковой , наступает равновесие, и в камере измерени получают новую концентрацию раствора.- Дл уменьшени концентрации Не в измерительной камере уменьшают нагрев камеры, при этом хладопровод способствует быстрому ее охлаждению и достижению нового равновесного распределени концентраций. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. « (Л о со 1C (X) кэ
Description
Изобретение относитс к технике физического эксперимента при низких температурах и может быть использовано дл исследовани свойств сверхтекучих растворов изотопов гели в широком , интервале температур и концентраций .
Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устрой- ства за счет обеспечейи независимого регулировани ра бочих температур в сторону абсолютного нул ,
Достижение положительного эффекта основываетс на следующем. При- включении нагревател управл ющей ка- меры через поперечное сечение,а капилл ра проходит тепловой поток Q, который создает противоток сверхтекучей и нормальной компонент жидкости, причём атомы Не движутс только вместе с нормальной компонентой в сторону более низкой температуры под действием разности давлений. Возникающий при этом стационарньш перепад давлений Р описываетс формулой
Р Z.V
(1)
где Z - импеданс капилл ра;
Ч - в зкость жидкости;
VV - объемна скорость нормальной компоненты, св занна с О соотношением
q ST Vr,/a,(2)
где S - энтропи жидкого гели
Сверхтекуча компонента может при ходить в движение не только под дей- .ствием градиента давлени . Ускорение ее определ етс силой
F
где (Р,Т,х) - химический потенци-
ал в растворе.
Стационарное состо ние сверхтекучего раствора определ етс условием
Ду t о(4)
Дл двух сообщающихс сосудов со сверхтекучим раствором с температурами If и Т , давлени ми Р и Р , концентраци ми х. и х условие (4) эквивалентно f4I
Р, -(Т ,X )-Р (Т, ) Р, -л(Т, ,х)-Р (Тг) - (5) .
где Pg - Р( разность давлений определ етс соотношением (О
j .
PjC (Т)/ JS dT - давление фонтанировани ;
/Г.(Т,х) / осмотическое давление;
f. и S - плотность и энтропи чистого ,
Поскольку обычно РЗ-Р/ мало, то условие (5) принимает вид ;Т(Т,х)+Р. (Т-) Ят,х,)+Р(Т,) (6 Согласно этому условию за счет изменени температуры в одном из резервуаров должны изменитьс давлени П и Pf и концентраци раствора.
Характерные значени л (х,Т) и Р,(Т) приведены в следующей таблице .
Наличие измерительной камеры обе печивает независимое регулирование температуры и концентрации исследуемого раствора. Благодар св зи упра л ющей и измерительной камер включение и выключение HarpeiTaTenH управл ющей камеры прекращает или возобновл ет процесс изменени концентрации . - Наличие хладопровода между уп
5
0
5
0
35
40
45
50
55
равл ющей камерой и ступенью предва- рит ельного охлаждени обеспечивает возможность быстрого охлаждени управл ющей камеры при выключении нагревател Выполнение хладопровода в виде сверхпровод щего теплового ключа позвол ет дополнительно повысить быстродействие устройства. Расширение диапазона исследуемых свойств растворов св зано с тем, что размер измерительной камеры можно выбрать таким, чтобы . было разместить в ней все необходимые дл исследований датчики,
Расширение диапазона рабочих температур обеспечиваетс . тепловь1М контактом измерительной камеры с источником низкой температуры. Таким образом , температура исследуемого раствора может быть как угодно низкой, такой, какую может дать источник низких температур.
Наличие тепловых контактов между участками капилл ра и последующими ступен ми предварительного охлаждени обеспечивае.т уменьшение теплопри- тока к измерительной камере по капилл ру , что способствует достижению в ней возможных низких температур.
На чертеже приведена схема предложенного устройства.
Устройство содержит управл ющую камеру с нагревателем 2 и термомет- ром 3, соединенную хладопроводом 4 с ступенью предварительного охлаждени 5 источника холода, В качестве источника холода может быть применен рефрижератор растворени Не- Не. Тогда первой ступенью предварительного охлаждени вл етс его камера испарени . Дл повышени быстродействи устройства в качестве хладопровода может быть применен сверхпровод щий тепловой ключ.
Капилл р 6 соедин ет управл ющую камеру 1 с измерительной камерой 7, наход щейс в тепловом контакте со ступенью предельного охлаждени 8 (камерой растворени рефрижератора -- растворени ), Хладопровод 9, св занный с капилл ром 6, обеспечивает тепловой контакт со ступен ми промежуточного охлаждени 10 (теплообменники рефрижератора растворени .
Устройство работает следующим образом .
Камеры 1 и 7 заполн ют сверхтекучим раствором изотопов гели с исходНОИ концентрацией х
мости повысить концентрацию Не в измерительной камере 1 включают нагреватель 2, и температура управл ющей камеры растет. При этом в начальный момент увеличиваетс давление в этой камере за счет роста как фонтанного, так и осмотического давлени , в то врем как в измерительной камере услови еще не изменились. Следовательно, возникает разность давлений между управл ющей и измерительной камерами. Эта разность заставл ет Не течь из управл ющей камеры в измерительную, так что осмотическое давление в измерительной камере растет, а в управл ющей падает . Когда сумма осмотического и фон14692926
При необходи- ровании соотношени .Не и Не и при
любой самой низкой температуре, достигаемой современш-,1ми криогенньгми методами.
Claims (3)
- Формула изобретени1, Устройство дл исследовани 10 физических свойств, сверхтекл чих растворов изотопов гели , содержащее управл ющую камеру с нагревателем, термометром к капилл ром, источник холода , включающий ступени предваритель- 15 ного охлаж дени и предельного охлаждени , отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей устройства за счет обеспечени независимого регулирова-.танного давлений в обеих камерах ста-20 ни температуры и концентрации раст- нут одинаковыми, достигаетс новое вора и расширени диапазона рабочихтемператур в сторону абсолютного нул , оно дополнительно содержит измерительную камеру, наход щуюс в -25 тепловом контакте со ступенью предельного охлаждени и соединенную капилл ром с управл ющей камерой, причем управл юща камера соединена со ступенью предварительного охлажравновесие , причем равновесные концентрации Не в камерах 1 и 7 определ ютс формулой (6) при известных температурах камер и исходной концент рации Xj.Дл уменьшени концентрации Не в измерительной камере уменьшают мощтемператур в сторону а нул , оно дополнительн мерительную камеру, на -25 тепловом контакте со с дельного охлаждени и капилл ром с управл ющ причем управл юща кам со ступенью предваритеность нагревател 2, при этом хладопров .од 4 способствует быстрому охлаж-30 дени хладопроводом.
- 2. Устройство по п.дению управл ющей камеры и достижению нового равновесного распределени концентраций.Если хладопровод выполнить в виде сверхпровод щего Теплового ключа, то 35 быстродействие устройства дополнительно повыситс , поскольку ключ в нормальном состо нии обеспечивает теп- лосопротивление не менее чем в 10 раз меньшее по сравнению с теплосопротив- 40 лением хладопровода без теплового ключа. В сверхпровод щем состо нии тепловой ключ наоборот обеспечивает теплосопротивление не менее чем в 10 раз большее по сравнению с тепло- 45 сопротивлением хладопровода без теплового ключа.Предлагаемое устройство обеспечивает возможность исследовани широкого диапазона свойств сверхтеку- 50 чих растворов в широком интервале концентраций при непрерывном регуличающеес тем, капилл ра имеют не мен такта со ступен ми охл
- 3. Устройство по п. чающеес тем, вод выполнен в В1ще св теплового ключа.Формула изобретени1, Устройство дл исследовани физических свойств, сверхтекл чих растворов изотопов гели , содержащее управл ющую камеру с нагревателем, термометром к капилл ром, источник холода , включающий ступени предваритель- ного охлаж дени и предельного охлаждени , отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей устройства за счет обеспечени независимого регулирова-.ни температуры и концентрации раст- вора и расширени диапазона рабочихтемператур в сторону абсолютного нул , оно дополнительно содержит измерительную камеру, наход щуюс в тепловом контакте со ступенью предельного охлаждени и соединенную капилл ром с управл ющей камерой, причем управл юща камера соединена со ступенью предварительного охлаждени хладопроводом.2. Устройство по п.I , о т л и - чающеес тем, что участки капилл ра имеют не менее одного контакта со ступен ми охлаждени .3. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что хладопровод выполнен в В1ще сверхпровод щего теплового ключа.2йШ 3
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874260593A SU1469292A1 (ru) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Устройство дл исследовани физических свойств сверхтекучих растворов изотопов гели |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874260593A SU1469292A1 (ru) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Устройство дл исследовани физических свойств сверхтекучих растворов изотопов гели |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1469292A1 true SU1469292A1 (ru) | 1989-03-30 |
Family
ID=21310299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874260593A SU1469292A1 (ru) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Устройство дл исследовани физических свойств сверхтекучих растворов изотопов гели |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1469292A1 (ru) |
-
1987
- 1987-05-11 SU SU874260593A patent/SU1469292A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Есельсон Б.Н., Григорьев В.Н., Иванцов B.F. и др. Растворы квантовых жидкостей - Ke- Ке. М., Наука, 1973, с. 12. Betts D.S. Refrigeration and Ther- mometry below one Kelvin Printed in Great Brition by Redwood Burn Ltd Trombridge 8 London, 1976, p.183. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Song et al. | Review of experimental data associated with the solidification characteristics of water droplets on a cold plate surface at the early frosting stage | |
US5044551A (en) | Thermo bulb for use with the thermostatic expansion valve | |
Shah | Prediction of heat transfer during boiling of cryogenic fluids flowing in tubes | |
US3992893A (en) | Method for the production of superfluid helium under pressure at very low temperature and an apparatus for carrying out said method | |
KR840000779A (ko) | 냉매유량(冷媒流量)을 제어하는 기능을 갖는 냉동시스템(冷凍 system) | |
US4412851A (en) | Cryogenic apparatus suitable for operations in zero gravity | |
US4831845A (en) | Temperature testing device provided with sample-receiving chamber from which a specimen is easily detachable and in which temperature is controllable | |
SU1469292A1 (ru) | Устройство дл исследовани физических свойств сверхтекучих растворов изотопов гели | |
Hirata et al. | Freeze-off conditions of a pipe containing a flow of water | |
US3933003A (en) | Cryostat control | |
Geist et al. | Miniature Joule-Thomson Refrigeration Systems | |
US3397549A (en) | Cyclic desorption refrigerator | |
Pennings et al. | The Leiden dilution refrigerator II | |
JPH05118728A (ja) | 過冷却水製造装置用過冷却器 | |
Gorenflo et al. | Prediction method of pool boiling heat transfer with cryogenic liquids | |
JPH0849941A (ja) | 二重効用吸収冷凍機 | |
van den Brandt et al. | Visual observations of the counterflow of the two liquid phases in the 4He-cycling 3He-4He dilution refrigerator | |
KR970007183A (ko) | 냉장고의 냉매 유량제어장치 | |
Podkorytov et al. | The investigation of flow characteristics and heat transfer at the nitrogen natural circulation in capillary | |
SU929972A1 (ru) | Способ автоматического регулировани ступени предварительного охлаждени криогенной гелиевой системы | |
Pobell et al. | The 3 He-4 He Dilution Refrigerator | |
Mann et al. | Design, construction, and performance of a laboratory-size helium liquefier | |
Wright et al. | Freezing Optically Clear Microdroplets in a Laboratory Setting | |
Murphy et al. | Compactness factors for rolled, stacked-screen regenerative heat exchangers | |
JPS5465857A (en) | Lowest temperture refrigerant generator |