التبريد بالماء لوصلات التدفق المغناطيسي الحديدي في التبريد بتبديل المغناطيسية الأدياباتي

التحدي الحراري في مانعات التسرب ذات السائل المغناطيسي

التبريد بتبنيغ المغناطيسية الأدياباتي (ADR) يدفع الفيزياء التجريبية إلى نطاق الميلي-كلفن. هذه التقنية، التي تم إثباتها عمليًا لأول مرة في عام 1933 بواسطة Giauque وMacDougall، وسعت نطاق درجة الحرارة المتاح من حوالي 1K وصولاً إلى 1mK. الأنظمة الحديثة، مثل نظام ADR المستمر متعدد المراحل الذي طورته وكالة ناسا في مركز جودارد للفضاء، مصممة لتبريد أجهزة الكشف إلى 0.05 كلفن. تتطلب هذه الأنظمة وصلات دوران تنقل الحركة الدورانية مع الحفاظ على فراغ عالٍ أثناء العمل بالقرب من مجالات مغناطيسية قوية ومتناوبة. تواجه مانعات التسرب القياسية ذات السائل المغناطيسي مشكلة محددة هنا: توليد الحرارة من التيارات الدوامية والاحتكاك يمكن أن يضعف السائل المغناطيسي. في عام 2020، درس تشن ييبياو وزملاؤه قانون تغير درجة حرارة السائل المغناطيسي وتأثيره على الختم. أكد عملهم أن ارتفاع درجة الحرارة يؤثر مباشرة على قدرة الحفاظ على الضغط وعمر الختم.

كيف يعالج التبريد المائي أداء الختم

دمج غلاف مبرد بالماء مباشرة على وصلة نقل السائل المغناطيسي يعالج المشكلة الحرارية من مصدرها. من خلال إزالة الحرارة بنشاط، يهدف التصميم إلى إبقاء السائل المغناطيسي ضمن نطاق التشغيل الأمثل. تحدد المواصفات الصناعية لهذه الموانع نطاق درجة حرارة تشغيل من درجة حرارة الغرفة إلى 160 درجة مئوية. الحفاظ على درجة حرارة نحو الطرف الأدنى من هذا الطيف مفيد. يساعد ذلك في الحفاظ على خصائص السائل، مثل قوة التشبع المغناطيسي، التي حددها Gu Hong وآخرون في عام 2002 كعامل يؤثر على أداء الختم. كما تخفف درجة حرارة التشغيل المستقرة والباردة من تأثيرات الجاذبية على توزيع السائل في الموانع ذات الأقطار الكبيرة، وهو مصدر قلق درسه He Xinzhi وآخرون في عام 2014. بالنسبة لنظام ADR، يجب أن يحافظ الختم الموثوق على مستويات فراغ قصوى، مع مواصفات غالبًا ما تشير إلى ضغط أساسي يبلغ 1E-6 باسكال ومعدلات تسرب هيليوم مسموح بها أقل من 9.9E-11 باسكال·م³/ثانية.

نوفر وصلات نقل متخصصة مصممة لهذه البيئات الحرارية والفراغية الصعبة.