從以上的介紹的減壓降溫的方法可以看出,要想獲得1k以下的低溫,關(guān)鍵是降低液體的飽和蒸汽壓。液面的飽和蒸汽壓究竟能降低到什么程度,取決于下列幾種因素。
(1) 實(shí)驗(yàn)杜瓦排氣的大小,排氣管的粗細(xì)和長短及排氣情況。
(2) 流入液氦的泄露熱量和杜瓦內(nèi)附屬件的發(fā)熱量的大小。
(3) 實(shí)驗(yàn)杜瓦的內(nèi)徑及氦超流膜的爬行情況等。
這幾種因素相互影響、相互制約、列如,要獲得極低的溫度(極低的壓力)不僅需要大的真空泵、大口徑的管路,而且需要適當(dāng)內(nèi)徑、絕熱效率高的杜瓦,同時需要設(shè)法客服he超流膜的爬行。
當(dāng)對低溫系統(tǒng)減壓時,液體溫度下降,所需的冷量是靠一部分液體蒸發(fā)吸收熱來達(dá)到的。由于液氦的潛熱很小,所以,液體的蒸發(fā)損失特別顯著。當(dāng)液氦蒸發(fā)時,氦從殘留的液氦中吸收熱量而使液體溫度下降,當(dāng)這一蒸發(fā)過程沒有熱泄露(不包括減壓期間的樓熱損失)時,則能從實(shí)驗(yàn)中得到一些結(jié)論。
實(shí)際上,由于存在系統(tǒng)熱泄露及杜瓦瓶附屬件的熱容量,實(shí)際上效果與理論結(jié)果相比是有差異的,但是固體的比熱遠(yuǎn)小液氦的比熱,所以這種差異較小。從實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)可知:當(dāng)液氦從4.2k下降到2k左右時,液面下降高度大約為原高度的1/3,其中包括由液氦的密度從0.125g/L增加到0.145g/L所引起的液面高度下降(由于密度較大,液面下降要比1/3大一些)。當(dāng)液氦減壓時,可以從表中查到最終溫度與所剩余液氦體對應(yīng)的數(shù)量關(guān)系。 |