绝热去磁制冷中磁流体馈入装置的水冷却方案

磁流体密封中的热挑战

绝热去磁制冷（ADR）将实验物理学推向了毫开尔文范围。这项技术于1933年由Giauque和MacDougall首次实际演示，将可达到的温度范围从约1K扩展至1mK。现代系统，如NASA戈达德航天飞行中心开发的多级连续ADR，旨在将探测器冷却至0.05K。这些系统需要旋转运动馈入装置，在强且循环变化的磁场附近保持高真空。标准磁流体密封在此面临一个特定问题：涡流和摩擦产生的热量会降解磁流体。2020年，陈一彪及其同事研究了磁流体温度的变化规律及其对密封的影响。他们的工作证实，温升直接影响保压能力和密封寿命。

水冷却如何提升密封性能

将水冷套直接集成到磁流体馈入装置上，从根源上解决了热问题。通过主动移除热量，该设计旨在使磁流体保持在其最佳工作窗口内。这些密封件的行业规格列出了从室温到160°C的工作温度范围。将温度维持在该范围的下限是有益的。这有助于保持流体的特性，如其饱和磁化强度，顾宏等人在2002年将其确定为影响密封性能的因素。稳定、低温的工作温度还能减轻重力对大口径密封中流体分布的影响，这是何新智等人在2014年研究的一个问题。对于ADR系统，可靠的密封必须维持极高的真空度，规格通常要求基础压力为1E-6 Pa，允许的氦泄漏率低于9.9E-11 Pa·m³/s。

我们提供专为这些苛刻热和真空环境设计的馈入装置。