Характеристики криорефрижератора Гиффорда–Мак-Магона до 4 К с регенератором второй ступени на ценосферах

Анотація

Розробка ефективних кріорефрижераторів Гіффорда–Мак-Магона (GM), які дозволяють забезпечувати охолодження при температурі нижче 4,2 К, розглядається як важливий етап у розвитку техніки отримання гелієвих температур. В сучасних двоступеневих машинах GM забезпечується виробництво холоду на рівні 4,2 К, але з відносно невеликою продуктивністю. Основна причина — низька теплоємність матеріалу, який застосовується для насадок регенераторів других ступенів машин GM. Для створення кріорефрижераторів GM на рівні 4 К вирішено дві актуальні задачи: опис нестаціонарних процесів теплообміну в регенераторах машин GM; визначення показників ефективного регенератора для другого ступеня машини GM на основі ценосфер, що заповнюються гелієм. Наведено порівняльний аналіз різних видів насадок регенераторів, які дозволяють отримувати температури нижче 4,2 К. Обґрунтовано переваги насадок з ценосфер, заповнених гелієм. З використанням хвильового підходу до моделювання регенератора проведено аналіз роботи двоступеневого кріорефрижератора GM, що має холодопродуктивність 0,2 Вт на температурному рівні 4,2 К. Показано можливість поліпшення показників машини GM при використанні в другому її ступені регенератора, заповненого ценосферами.