用于超纯稀有气体应用的低温浴式换热器
仪器与探测器
2022-06-08 v1
摘要
开发了两种用于超纯稀有气体应用的低温浴式换热器，特别侧重于低温精馏系统中的稀有气体液化。主要目标是使用不释放氡气且满足超高真空标准的材料来构建氙气换热器。因此，仅使用了高质量的铜和不锈钢材料。特别是，采用新设计的大面积高导电性无氧铜翅片确保了高效的热传递。设计了一台直径为 50 cm 的浴式氙-氙换热器，以实现至少 100 kg/h 的氙气冷凝能力。为了保证两个氙气容器之间必要的热传递，该换热器采用了一个特殊制造的不锈钢法兰，其内部焊接有一块铜板。我们首先在一个直径减小为 30 cm 的专用浴式换热器上测试了我们的概念，使用液氮来液化氙气。基于保守假设（如氮侧为膜态沸腾，氙侧为膜状冷凝）开发了一个模型，并用于计算我们设计的预期热传递。我们能够证明，在 LN₂-Xe 换热器的冷却效率为 (0.98±0.03) 的情况下，可调节的氙气液化速率高达 113 kg/h，仅受限于我们的测量程序。
引用
@article{arxiv.2203.01026,
title = {Cryogenic bath-type heat exchangers for ultra-pure noble gas applications},
author = {M. Murra and D. Schulte and I. Cristescu and J. -M. Disdier and C. Huhmann and D. Tatananni and C. Weinheimer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01026},
year = {2022}
}