物理百科知识点-稀释制冷机讲解

现在的科学技术已经越发成熟，相关的制冷制热技术也已经炉火纯青。但是却很少有人了解这方面的知识，制冷和制热的原理到底是什么呢?下面就是学大小编给大家普及的物理百科知识点-稀释制冷机讲解。

稀释制冷机(dilutionrefrigerator) 1951年H.London提出可以用超流4He稀释3He的方法制冷的理论。到1965年P.Das等人根据这一理论制成了3He-4He稀释制冷机，目前已达到1.8mK的低温。它可以长时间地维持毫K范围的温度，有较大的冷却能力，已成为获得毫K温度的最重要的手段和设备。

3He，4He的混合液在0.86K以上时，液3He可以以任何比例溶解在液4He中，但是当混合溶液的温度降到0.86K以下时，混合液则分离成两相，其中含3He多的相称为浓缩相，而含3He少的相称为稀释相。在低于0.86K的任一温度都对应于一定的3He含量的稀释相和浓缩相，并达到相平衡。当从稀释相中取走3He原子时，为了保持两相的平衡，则由浓缩相中的3He通过相界面进入稀释相以补充被移去的3He原子。可以计算得3He在稀释相中的焓和熵比在浓缩相中要大得多。所以这种稀释过程需要吸热，利用这个吸热现象制成了稀释制冷机。

从稀释制冷机的结构图来看，包含相界面的室称做混合室，3He原子从浓缩相经过相界面进入稀释相要吸热而制冷，使温度降低。包含稀释相的自由表面的室称为蒸馏室，温度维持在0.6～0.7K。此时3He的饱和蒸气压远高于4He的饱和蒸气压，可以用抽气机抽走，这时浓缩相中的3He原子就不断地通过相界面进入稀释相，抽走的3He经过冷凝再补充到浓缩相中形成循环，使制冷机不断地运行。

稀释制冷机工作流程

1.混合器的上部的浓He3相和下部的稀He3相(6.4%)之间存在He3浓度梯度，于是上部的He3原子不断向下部扩散。此过程中，上部浓相由于熵减小必然吸热，产生制冷效应。

2.同时，下部稀He3相与蒸馏器(1.5%)内也存在He3的浓度梯度，于是He3原子可以源源不断的穿过超流体He4向蒸馏器扩散。

3.在蒸发器内，由于He3的蒸汽压比He4高的多，在加热器的作用下，大部分的He3原子穿过小孔经进预冷向真空泵扩散。

4.真空泵部分，首先用机械泵将系统压力降至1.0pa,然后开动扩散泵，使系统保持高真空。

5.大部分的He3和小部分的He4蒸汽在真空泵作用下，先后经液氮预冷、液池冷凝器、蒸馏器和热交换器进入混合器，补充到浓He3相，实现连续制冷过程。

至此，以上就是给大家带来的物理百科知识点-稀释制冷机讲解。这里也希望大家在使用的时候多了解更多的物理百科知识，其实还是很有趣的。同时也希望大家关注学大教育网!