低温可视化力学装置传热分析与计算研究

为优化干冷式宽温域低温可视化力学测量装置的内部传热特性,降低装置传导和辐射漏热,提高样品的温度均匀性,基于Sage、COMSOL研究了不同尺寸试样的温度场分布,对比了两种计算方法的一致性。研究了试样表面发射率、窗口表面发射率以及窗口尺寸对试样温度的影响。结果表明：Sage、COMSOL两种方法计算的试样最低温度分别为4.211 5、4.219 4 K,温度基本一致,且Sage一维计算方法可以更直观地分析低温装置内各个传热节点的参数;当试样尺寸为3 mm×30 mm×2.5 mm的小规格尺寸,试样表面发射率低至0.01时,试样自身温度最为均匀,两端温差仅为0.005 K;降低窗口的表面发射率、减小窗口的辐射面积均有利于试样温度的均匀分布;小尺寸试样的温度分布几乎不受材料表面发射率和窗口参数的影响,自身温差始终保持最小。