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制冷機(jī)打造“人類高質(zhì)量”冰面 國(guó)產(chǎn)化研制速度加快
2022-01-06 09:05:21儀表網(wǎng)閱讀量：639 我要評(píng)論
【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 熱點(diǎn)關(guān)注】冬奧賽場(chǎng)上最不可或缺的就是各式各樣的冰，如何制出符合比賽要求的高質(zhì)量冰面非常重要。在北京賽區(qū)，冬奧賽場(chǎng)上的15塊冰面中有7塊是通過(guò)二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)制得的，這使得2022年北京冬奧會(huì)成了歷史上首次大規(guī)模使用二氧化碳制冷劑的奧運(yùn)會(huì)。
沒(méi)錯(cuò)，二氧化碳確實(shí)是溫室氣體，但在制冷領(lǐng)域，它就成了環(huán)保的制冷劑。這里我們說(shuō)的制冷指的是人工制冷，就是利用制冷設(shè)備，讓想要冷卻的物體溫度降低到小于周圍的環(huán)境溫度。拿二氧化碳跨臨界直冷制冰來(lái)說(shuō)，就是讓水溫度降低，直到成為冰的狀態(tài)。在人工制冷過(guò)程中，制冷劑的作用非常重要，它會(huì)在制冷設(shè)備中循環(huán)工作，起到熱量傳遞的作用，我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)的氟利昂就是一類十分常見(jiàn)的制冷劑。
二氧化碳作為制冷劑要在制冷機(jī)中循環(huán)，制冷機(jī)主要由壓縮機(jī)、冷凝器(冷卻器)、膨脹閥、蒸發(fā)器4個(gè)部分組成。
二氧化碳跨臨界制冷循環(huán)在亞臨界循環(huán)系統(tǒng)中，冷凝時(shí)的壓力低于二氧化碳的臨界壓力；在跨臨界循環(huán)系統(tǒng)中，二氧化碳在冷卻器中處于超臨界狀態(tài)，定壓放熱，不發(fā)生完全的物態(tài)相變，在蒸發(fā)器中壓力小于臨界壓力，此時(shí)，二氧化碳與周圍環(huán)境進(jìn)行換熱，吸收熱量，使周圍環(huán)境溫度降低。二氧化碳跨臨界制冷循環(huán)系統(tǒng)壓力高、壓差大，對(duì)系統(tǒng)部件的強(qiáng)度要求很高，所以長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。這次北京冬奧成功采用二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)完成7塊冰面的制備，背后的技術(shù)支撐是壓縮機(jī)、換熱器和回?zé)崞鞯群诵挠布牡?jí)，是科技硬實(shí)力的體現(xiàn)?？磥?lái)，冬奧賽場(chǎng)上的冰不僅僅是最“快”的冰，更是科技含量高的冰。
制冷機(jī)是一種能夠提供接近絕對(duì)零度環(huán)境的高端科研儀器，在凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、粒子物理乃至天文探測(cè)等科研領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。商業(yè)上可以買到的溫度低的制冷機(jī)，不需要液氦輔助就可以實(shí)現(xiàn)僅僅高于絕對(duì)零度0.01度的極低溫，可以為量子計(jì)算機(jī)芯片提供用于維持量子態(tài)必需的極低溫環(huán)境。
量子計(jì)算是當(dāng)前世界各國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，制冷機(jī)為量子計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行提供必要的極低溫環(huán)境，是量子計(jì)算研究中不可替代的關(guān)鍵設(shè)備。目前，我國(guó)此類儀器完全依賴進(jìn)口，是亟待攻破的關(guān)鍵核心技術(shù)。因此，研制國(guó)產(chǎn)制冷機(jī)迫在眉睫。
資料來(lái)源：蝌蚪五線譜、環(huán)球時(shí)報(bào)、百科
原標(biāo)題：制冷機(jī)打造“人類高質(zhì)量”冰面 國(guó)產(chǎn)化研制速度加快
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