氦氣為工質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
氦氣理化性質(zhì)：分子量：4.0026 熔 點(diǎn)（2555kPa)：-272.1℃
沸 點(diǎn)（101.325kPa)：-268.94℃ 液體密度（4.20K，100.312kPa)：125.2kg/m3
氣體密度（0℃，101.325kPa)：0.1785kg/m3 相對(duì)密度（0℃，101.325kPa，空氣=1)：0.138
比 容（21.1℃，101.325kPa)：6.0304m3/kg 臨界溫度：-268.0℃
臨界壓力：229kPa 臨界密度：69.3kg/m3
熔化熱（1.2K，2555kPa)：0.0836kJ/kg 汽化熱（-268.926℃,101.325kPa)：20.42kJ/kg
比熱容（101.325kPa，25℃)：Cp=5238.3J/(kg·K) Cv=3213.7J/(kg·K)
比熱比（25℃，101.325kPa，氣體)：Cp/Cv=1.63 粘 度（101.325kPa,0℃)：0.01864mPa·s
蒸汽壓（0.5K)：0.0000022kPa (2.0K)：3.17kPa (5.0K)：197.1kPa
表面張力（4.2K)：0.096mN/m 導(dǎo)熱系數(shù)（101.325kPa，0℃)：0.1426W/(m·K)
工作原理0BE
外界熱量由熱交換管路1，傳導(dǎo)至熱交換器2，經(jīng)熱交換管路3，加熱氣化室4里的液氦和氦氣，使液氦氣化后膨脹產(chǎn)生壓力。高壓氦氣的溫度和壓力達(dá)到一定設(shè)計(jì)值后，經(jīng)氣動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管5，進(jìn)入氣動(dòng)機(jī)6，將氦氣壓力轉(zhuǎn)化為可以直接利用的機(jī)械能。其中一部分用于自身循環(huán)消耗，其余部分對(duì)外輸出。做工完畢還具有一定壓力的氦氣經(jīng)氣動(dòng)機(jī)排氣散熱管7，回經(jīng)氣化室，氦氣在這里和液氦進(jìn)行必要的熱交換后排放至液化室10，因?yàn)樵谄业纳�，此時(shí)的汽氦溫度接近于液化溫度。因?yàn)檫�具有一定的壓力節(jié)流放出后一部分將被液化，未液化氦氣被吸入高壓氦氣泵8，加壓經(jīng)汽化室熱交換管9，進(jìn)入氣化室由氦氣和液氦交換熱量后再返回液化室10液化。以此循環(huán)，使液化室壓力溫度和液氦高度達(dá)到預(yù)設(shè)狀態(tài)。液化后的氦氣經(jīng)高壓氦氣泵11加壓后補(bǔ)充氣化室液氦以維持系統(tǒng)循環(huán)。（各部分工況必須在主控制系統(tǒng)調(diào)控下才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)） 4
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問(wèn)題1、為什么要用氦氣為工質(zhì)氣體？ -Mgf
答：在這里氦氣有很多其他氣體所沒(méi)有的物理特性，其中一點(diǎn)氦氣的液化溫度和臨界溫度相差很小，從氣動(dòng)機(jī)和氣氦壓縮機(jī)出來(lái)的氦氣在液氦氣化室進(jìn)行充分的熱交換后，溫度已接近臨界溫度，和液化溫度也沒(méi)有大的溫差。所以氦氣壓縮機(jī)不需要產(chǎn)生很大的壓力來(lái)使其最后液化。而別的氣體液化溫度和臨界溫度相差太大，要循環(huán)液化，壓縮機(jī)就要消耗很多的能量來(lái)再次加壓，甚至還要外界補(bǔ)充能量，才能完成。自身能量不夠用，又怎能對(duì)外輸出。 7.
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問(wèn)2、怎么會(huì)是永動(dòng)機(jī)呢？ }/
答：如果在外加能量將設(shè)置啟動(dòng)后再將整個(gè)設(shè)置與外界絕熱，熱交換管路1將吸收個(gè)部分工作時(shí)所產(chǎn)生的摩擦熱(主要是氦氣壓縮機(jī)、高壓液氦泵、氣動(dòng)機(jī)，控制系統(tǒng)所消耗的電能也將以熱的形式被吸收，暫不提）只要這部分溫度高于氦氣的液化溫度或臨界溫度都將使氣化室的液氦氣化產(chǎn)生壓力使氣動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并轉(zhuǎn)化為設(shè)備自身運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量。（各設(shè)置、管路，根據(jù)不同工況之間也需要絕熱）
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