Thiết bị làm mát sâu nhiệt độ cực thấp thường được sử dụng trong các ứng dụng thí nghiệm hoặc công nghiệp trong môi trường nhiệt độ thấp, đặc biệt là trong lưu trữ và vận chuyển khí hóa lỏng và vật liệu đông lạnh. Phương pháp công nghệ của chúng chủ yếu có một số loại sau:
1. Phương pháp hóa lỏng khí
Khí hóa lỏng là một phương pháp phổ biến trong các thiết bị làm mát sâu ở nhiệt độ cực thấp. Bằng cách nén khí và hóa lỏng nó dưới sự kiểm soát của nhiệt độ và áp suất. Ví dụ, thiết bị hóa lỏng không khí hóa lỏng nó bằng cách nén khí và sau đó làm mát nó bằng cách mở rộng, chủ yếu được sử dụng để sản xuất các khí như oxy lỏng, nitơ lỏng và argon lỏng.
Nguyên tắc làm lạnh: Sử dụng các nguyên tắc như mở rộng khí để làm mát, trao đổi nhiệt, v.v.
Ứng dụng: Khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) hoặc khí công nghiệp khác.
2. Phương pháp làm lạnh cơ khí
Phương pháp làm lạnh cơ khí là để đạt được môi trường nhiệt độ thấp thông qua các thiết bị cơ khí như máy nén, van mở rộng, v.v. Nó thường được sử dụng ở những nơi cần kiểm soát nhiệt độ ổn định và thiết bị chứa các chất làm lạnh khác nhau (như Freon, amoniac, v.v.).
Nguyên tắc: Giảm nhiệt độ bên trong hệ thống thông qua quá trình nén tuần hoàn, mở rộng, bay hơi, ngưng tụ và các quá trình khác của chất làm lạnhĐếnThấp.
Ứng dụng: Thiết bị phòng thí nghiệm, vận chuyển và lưu trữ chuỗi lạnh.
3. Phương pháp làm mát nitơ lỏng
Nitơ lỏng là một phương tiện làm mát nhiệt độ cực thấp thường được sử dụng ở nhiệt độ -196 ° C. Nhiệt độ thấp của nitơ lỏng có thể đạt được bằng cách tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mục tiêu và phù hợp cho các ứng dụng cần làm mát nhanh.
Ứng dụng: chẳng hạn như nghiên cứu siêu dẫn, thí nghiệm vật lý nhiệt độ thấp, công nghệ đóng băng y tế, v.v.
4. Phương pháp làm lạnh Stirling
Công nghệ làm lạnh Stirling sử dụng chu trình Stirling để đạt được nhiệt độ thấp bằng cách nén và giãn nở khí. Công nghệ này cũng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị đòi hỏi hoạt động ở nhiệt độ cực thấp.
Nguyên tắc: trao đổi nhiệt thông qua chuyển động của piston và khí, thu được nhiệt độ thấp.
Ứng dụng: Thích hợp cho thiết bị làm mát nhỏ, làm mát bằng laser, lưu trữ làm mát sâu, v.v.
5. Phương pháp lưu trữ lạnh
Phương pháp lưu trữ lạnh thường lưu trữ các chất đông lạnh như nitơ lỏng hoặc heli lỏng trong một thùng chứa được cách nhiệt tốt, sau đó đạt được điều chỉnh nhiệt độ bằng cách làm lạnh hoặc giải phóng lượng lạnh được lưu trữ.
Nguyên tắc: Sử dụng quá trình chuyển pha của chất lỏng hoặc chất rắn để lưu trữ lượng lạnh.
Ứng dụng: Làm mát phụ trợ cho thiết bị y tế, thiết bị làm mát sâu.
6. Phương pháp trao đổi nhiệt
Phương pháp trao đổi nhiệt sử dụng chênh lệch nhiệt độ giữa hai chất lỏng để đạt được sự truyền nhiệt thông qua các tấm dẫn nhiệt hoặc đường ống. Phương pháp này thường được sử dụng trong các thiết bị nhiệt độ cực thấp kết hợp với các phương pháp làm lạnh khác, đảm bảo nhiệt độ được duy trì trong phạm vi xác định trước.
Ứng dụng: Kiểm soát nhiệt độ trong hệ thống làm mát, chẳng hạn như hệ thống lưu trữ làm mát sâu, thiết bị vũ trụ, v.v.
Tóm tắt:
Các phương pháp xử lý cho các thiết bị làm mát sâu nhiệt độ cực thấp bao gồm hóa lỏng khí, làm lạnh cơ học, làm mát nitơ lỏng, làm lạnh Stirling, lưu trữ phương pháp làm mát, cũng như trao đổi nhiệt. Các phương pháp này lựa chọn công nghệ và thiết bị phù hợp tùy thuộc vào ứng dụng. Tùy thuộc vào nhu cầu thực tế của thiết bị, một số công nghệ làm mát có thể được kết hợp để đạt được kết quả tốt nhất.