阿尔法磁谱仪低温冷却器热控制系统设计及实验

阿尔法磁谱仪是国际空间站上的大型物理科学实验仪器,包含6组精密探仪器和650个微电子处理器.主要目的是探测暗物质和反物质的存在.对阿尔法磁谱仪低温冷却器热控制系统进行了设计、分析和实验研究.采用环路热管作为主要散热元件,既能保证在热态环境下,热系统具有足够的散热能力,低温冷却器不超温(+40℃);又能保证在冷态环境下,低温冷却器温度高于运行温度下限(20℃).结果表明,低温冷却器热控制系统运行稳定,达到了设计要求.     

国际空间站上阿尔法磁谱仪电子设备热系统的研究与设计

阿尔法磁谱仪是国际空间站上进行大型物理科学实验的仪器,包含6组精密探测仪和650个微电子处理器,主要目的是探测暗物质和反物质的存在.本文主要对阿尔法磁谱仪电子设备的热系统进行设计、模拟和分析,进行了热真空热平衡测试以及AMS在轨运行监控.对典型工况的模拟分析结果表明,电子设备的热系统能够确保所有电子设备在要求的温度范围内工作;在轨运行的启动曲线和长时间实时监测数据表明,AMS电子设备运行正常,AMS的热系统符合设计要求,能够维持电子设备在规定温度范围内工作.     

国际空间站的科学贵宾——阿尔法磁谱仪

5月16日,一个重达1.5万磅（相当于6.7吨）的阿尔法磁谱仪（AMS）发射太空,进入了国际空间站。在反物质探测器发射升空之前,马克·西斯蒂利（MarkSistilli）来到佛罗里达州卡纳维拉尔角的航天飞机发射台,与阿尔法磁谱仪的研究人员一起,在航天飞机舱门关闭之前,最后看了一眼这台重达近7吨的宇宙射线探测器。阿尔法磁谱仪的外形是一个圆柱形磁铁,     

空气湿度对人员可接受热环境的影响及评价

室内温湿度对人员舒适健康有着显著影响,尤其在偏热和偏冷环境下.如何评价较大空气湿度范围内温湿度耦合作用及其影响尚缺乏系统认识.我们在人工气候室分别开展了冬夏季涵盖偏冷到偏热(16～32℃)、低湿到高湿(15%～85%)共40个工况的人体热舒适实验,累计800余人次.结果显示,相对湿度对人员热舒适的影响随温度升高逐渐显著(夏季32℃/冬季28℃),湿感觉随相对湿度增加而显著增加;低温下空气绝对含湿量低,人体各部位刺激感比例随相对湿度降低而增加;低温下人员感知空气品质随暴露时间增加而降低,高温下人员适应性提高了人员对空气品质感知.研究计算了不同工况下人体呼吸总热损失,并建立其与人员热感觉(thermal sensation vote,TSV)和可感知空气品质(air quality vote,AQV)的关系:随着呼吸总损失增加,人员热感觉线性降低(回归系数:-0.66),感知空气品质升高(回归系数:0.2).基于TSV∈(-0.5,+0.5)和TSV∈(-0.75,+0.75),得到了冬夏季满足90%和80%人员满意率的标准有效温度(standard effective temperature,SET)上下限值,和等SET条件下温度-相对湿度(30%～70%)舒适区间,且大于国际标准ASHRAE 55推荐的温度区间.研究量化了空气湿度对人员热感觉的影响,揭示了低湿和高湿通过影响皮肤表面散热和呼吸蒸发热损失影响人员可接受温度区间,研究结果可为提出合理室内空气湿度设计参数、保障室内热环境舒适健康营造提供一定参考.     

太空神探——阿尔法磁谱仪

2011年5月19日,美国＂奋进＂号航天飞机宇航员完成了升空以来的首要任务——将名为＂阿尔法磁谱仪2＂的太空粒子探测器安装在国际空间站上。今后,该磁谱仪将伴随国际空间站的有生之年,持续观测太空中的反物质和暗物质。     

多画面加固液晶显示器热设计技术探讨

文章简要介绍了加固液晶显示器的热设计技术方案.根据显示器的不同构成部件,利用热分析和热控制技术,提出了低温加热、高温散热的几种实用措施.     

阿尔法磁谱仪实验及其首个物理结果

正阿尔法磁谱仪是人类送入太空的大型高能粒子探测器,其实验的物理目标是寻找宇宙中的反物质、暗物质及精确测量宇宙线的成分和能谱。阿尔法磁谱仪(Alpha MagneticSpectrometer,AMS)是国际空间站(International Space Station,ISS)上唯一的大型高能粒子探测器,也是人类送入太空的第一个大型磁谱仪。AMS实验是丁肇中领导的大型国际合作项目。参加AMS实验的科学工作者来自三大洲(美洲、欧洲、亚洲)的16个国家和地区,共有60个大学或研究机构的600多人。AMS实验AMS实验分为两个阶段,第一阶段的探测器AMS-01于1998年6月2日至6月12日搭载美国航     

广义对流传热定律下多级热机系统功率优化的Hamilton-Jacobi-Bellman方程和动态规划法

研究了有限热容高温流体热源和无限热容低温环境间工作的多级内可逆卡诺热机系统, 考虑热源与工质间传热服从广义对流传热定律[q∝(ΔT)^m], 在初态时刻和驱动流体初态温度均一定的条件下, 应用最优控制理论导出了最大输出功率与流体温度最优构型相关的连续Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB)方程. 基于普适的优化结果, 进一步导出了牛顿传热定律(m=1)下的解析解; 对于非牛顿传热定律(m≠1), 优化问题不存在解析解, 将连续HJB方程离散化, 运用动态规划方法编程实现获得了其完整的数值解, 并深入讨论了系统最大输出功率与过程时间、流体温度三者间的关联耦合关系. 研究结果对实际能量转化系统的最优设计与运行具有一定理论指导作用.     

多蒸发器低温回路热管的启动特性

空间探测技术迅速发展,传统的点对点传热方式不再满足多阵列、大面阵结构探测器的散热需求.本研究通过将3个蒸发器以气耦合的方式并联,设计加工了一种用于多点热源散热的多蒸发器低温回路热管(multi-evaporator loop heat pipe, MeLHP),并进行了样机的启动特性实验研究.实验分别通过与单蒸发器回路热管的比较、不同加热方式的比较以及不同充液率的比较,多方面地探究了MeLHP在降温、启动过程中的特性.实验发现,在保证样机在170 K稳定运行的前提下, MeLHP各个支路均与单蒸发器回路热管的启动特性保持高一致性; MeLHP在单蒸发器加热和多蒸发器共同加热的条件下均能启动,单蒸发器加热过程中未加负载的蒸发器在气耦合作用下分享热量保持各蒸发器温度一致,保证三蒸发器的同时启动;工质的初始分配状态会造成降温过程中各蒸发器温度的差异,气耦合的热交换作用调节了各回路温度的一致性,有效抑制了初始状态对温度的影响;考虑了不同充液率的影响,考察了充液率分别为0.6和0.7条件下的启动特性,发现0.7充液率下MeLHP的启动特性能更好地与0.6充液率条件下的单蒸发器回路热管相一致.实验验证了气耦合并联形式下设计的多蒸发器回路热管的启动可行性以及降温规律,对MeLHP的推广应用有重要意义.     

新的探索,新的创举

1998年6月3日北京时间清晨6时06分,人类向宇宙之谜又一次进行了新的探索——美国“发现者”号航天飞机携带着阿尔法磁谱仪从肯尼迪发射中心顺利升空.这次探测的主要任务有三:一是探测宇宙中的反物质,二是寻找宇宙空间中的暗物质,三是测量宇宙中各种同位素的丰度.在此,我们就什么是反物质、反什么是暗物     

“阿尔法磁谱仪2”升空搜寻反物质和暗物质

2011年5月16日,高精度粒子探测器＂阿尔法磁谱仪2＂搭乘美国＂奋进＂号航天飞机驶入寰宇,并已安装在国际空间站上开始长达十余年的寻找反物质和暗物质之旅。     

一种用于冲击压缩实验并设有10 K气冷屏的液氦温度低温靶

液氦的冲击压缩实验是一种获取样品氦在高温高密度下性质的可行途径. 介绍了一种自研制的应用于100 Pa环境中的液氦温度低温靶, 该低温靶具有独立真空夹层和气冷屏的结构设计, 获得了3.63 K的最低温度和3.7 K的稳定温度, 降温过程和温度稳定性都完全满足冲击压缩实验的要求. 为了研究低温靶的绝热性能, 利用Fluent对低温靶热分析, 计算结果与实验结果吻合较好, 计算方法可以有效用于低温靶的优化设计.     

铁电体热释电循环的能量转换机理

环境中的废热可以被铁电体在变温和变电场的热释电循环中转换为电能.然而,铁电体的极化强度随外界条件的变化一直是待解的难题.本文根据电场作用下铁电体中偶极子在三维空间转动的唯象理论,引入偶极子的耦合效应解决了极化强度在一定初始条件下随温度和电场的变化规律,推导出了奥尔森热释电循环中温度和电场对极化强度和热释电转换效率的影响规律.通过数值模拟得到如下结论:热释电循环的等高温线与电滞回线的上曲线重合;等低温线在电滞回线的中线与上线之间,由所加最大电场决定;热释电循环时,低温端的温度越接近居里点,以及高温端的温度略高于居里点,会有较高且较为稳定的热释电转换效率.上述结论与实验结果基本相符.     

多画面加固液晶显示器热设计技术探讨

文章简要介绍了加固液晶显示器的热设计技术方案。根据显示器的不同构成部件，利用热分析和热控制技术，提出了低温加热、高温散热的几种实用措施。     

塔里木盆地自然样品磷灰石(U-Th)/He封闭温度及其地质意义

磷灰石(U-Th)/He热定年技术是目前国际上研究低温状态下构造-热演化最先进的方法之一,而其中的磷灰石He封闭温度是该技术的一个重要参数;但目前被广泛应用的磷灰石He封闭温度模式是通过热模拟样品建立的.本文通过塔里木盆地钻井样品的磷灰石He年龄测试,探讨了自然演化系列的磷灰石He封闭温度并建立了磷灰石He年龄与深度的演化模式.研究表明,塔里木盆地自然样品的磷灰石He封闭温度为88±5℃,高于国外广泛应用的由热模拟实验得到的结果(～75℃±).综合分析认为,造成磷灰石He封闭温度偏高的因素主要是过高的有效铀浓度(eU),长期的辐射损伤积累和足够大的颗粒半径.塔里木盆地自然样品磷灰石He封闭温度的确立,修正了国际上广泛应用的磷灰石He封闭温度演化模式,从而更好地运用该方法研究盆-山演化晚期的构造事件,精确地揭示其隆升时间及隆升速率.     

等离子体可治愈感冒

等离子体是除了阎体、液体和气体之外的物质第四态,足在气体或液体粒子带电时产生的。通常在很高的温度下才能创生等离子体。但最新研究发现,在40℃下也能创生等离子体。科学家还发现,低温等离子体具有治疗感冒等病毒性感染的功效,因为病毒暴露在低温等离子体中几分钟后就无法再复制,     

采用复合吸附剂-氨的多功效热管型高效吸附制冷机

采用复合吸附剂-氨工作对设计出多功效热管型高效吸附制冷系统. CaCl₂/活性碳的复合吸附剂, 由于活性碳中丰富的微孔结构强化了CaCl₂的传质, 提高了系统的吸附性能. 系统在加热吸附床时, 加热锅炉为热管加热端, 吸附床为热管冷却端; 在冷却吸附床时, 吸附床为热管加热端, 冷却器为热管冷却端; 在回热时, 热的吸附床为热管加热端, 冷的吸附床为热管冷却端; 回质时, 将热的吸附床和冷的吸附床的氨管路相连通, 由于热床压力高, 其中的氨将迅速流到冷床中而实现回质. 在渔船柴油机余热加热, 海水冷却的条件下, 系统在20℃蒸发温度下可以获得单位质量吸附剂的制冷功率, SCP = 770.4 W/kg, COP = 0.39. 在太阳能热水驱动下, 系统在蒸发温度为5.6℃时可以获得单位质量吸附剂制冷功率, SCP = 524.2 W/kg, COP = 0.27.     

走出夏季保健的五大误区

误区之一：越是天热,越要少穿衣服研究结果表明,赤膊只能在皮肤温度高于环境温度时,增加皮肤的辐射、传导散热,而盛夏酷暑之日,气温一般都接近或超过37℃,皮肤不但不能散热,反而会从外界环境中吸收热量,因而打赤膊会感觉更热。另外,夏天喝啤酒能解暑这一观点虽无可置疑,但多喝照样能使人感觉口干咽燥、全身发热。     

寻找反物质世界

2011年5月16日,美国＂奋进＂号航天飞机进行谢幕飞行,将＂阿尔法＂磁谱仪（AMS-02）送往国际空间站。AMS-02是寻找反物质的又一把神奇的＂钥匙＂,在今后数年里它将在浩瀚苍穹中寻找可能存在的反物质世界。     

体感温度与实际气温

人们的体感温度(或叫感觉温度、舒适度)往往与实际气温感觉上不一样,或者说一样的气温,感觉不一样。体感温度实际上就是人们舒适的感觉,是人通过自己的感觉器官,尤其是皮肤与外界环境接触时在身体上或精神上所获得的一种感受。影响舒适感的气象因素有4个,即温度、湿度、风和辐射。 温度 人们感觉最敏感的仍然是温度的变化。据测量,人体皮肤温度大约是32℃。所以如果温度高于32℃,空气就会对人体发生加热作用,使人产生热的感觉,于是人体就通过出汗散热来维持热