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第一章 磁性材料基础1

第一节 热力学基础1

一、内能和熵1

二、热容和熵3

第二节 磁性物质的基础5

一、局域自旋5

二、理想的顺磁性和自旋温度9

三、理想顺磁物质的磁矩11

四、磁熵12

第三节 磁性物质的热容和熵14

一、磁性相互作用和分子场近似15

二、磁热容和磁熵22

三、晶格系统及电子系统的热容和熵25

四、具体例子29

参考文献33

第二章 磁性物质在制冷技术中的应用35

第一节 磁制冷原理37

一、磁制冷的原型-绝热去磁冷却37

二、磁制冷循环39

第二节 磁制冷的效率和特点51

一、磁制冷循环的相互比较51

二、磁制冷和气体制冷的比较53

第三节 卡诺循环磁制冷机57

一、卡诺循环磁制冷机的主要构成57

二、卡诺循环磁制冷机65

第四节 埃里克森循环磁制冷机75

一、Brown的室温磁制冷机76

二、埃里克森循环磁制冷机的研究现状79

第五节 磁性蓄冷材料83

一、磁性蓄冷材料的必要性和选择条件83

二、磁性蓄冷材料的候选物质87

三、磁性蓄冷材料的比热容和热导率91

第六节 磁性蓄冷材料在低温制冷机中的应用97

一、斯特林循环制冷机97

二、吉福特-麦克马洪循环制冷机100

三、索尔文制冷机108

参考文献110

第三章 分置式斯特林制冷机113

第一节 分置式斯特林制冷机循环113

一、分置式斯特林制冷机的工作原理113

二、分置式斯特林制冷机产品当前水平117

第二节 冷端温度70K以上的斯特林制冷机回热器中的实际过程121

一、整机实验结果的启发121

二、交变流动回热器实际流动过程的实验结果124

第三节 分置式斯特林制冷机整机实际过程133

一、整机系统中的压力分布135

二、压力波形状136

三、排出器的行程和相位角137

四、冷腔温度对整机系统参数的影响137

五、排出器安装质量的影响140

六、排出器运动的中心点漂移140

七、p-V图的最优形状142

八、排出器的位移波与输入运动信号之间的相位差143

九、排出器驱动电机的电磁阻尼144

第四节 分置式斯特林制冷机的网络模型145

一、交变流动回热器的网络理论147

二、分置式斯特林制冷机的整机网络154

三、斯特林制冷机理论的发展161

第五节 分置式斯特林制冷机的结构165

一、接触式密封169

二、非接触的间隙密封及其支承171

三、结构的发展176

第六节 整机的控制181

参考文献189

第四章 脉管制冷机194

第一节 基本型脉管制冷机194

一、工作原理194

二、基本型脉管制冷机的热力学分析195

三、可逆基本型脉管制冷机198

第二节 带小孔和气库的改进型脉管制冷机200

一、改进型脉管制冷机的流程和方案200

二、改进型脉管制冷机原理若干分析模式202

第三节 双向进气脉管制冷机的理论基础与初步实验结果218

一、双向进气脉管制冷机的机理分析和初步实验218

二、双向进气原理的实验分析229

第四节 实用同轴脉管制冷机233

第五节 改进型脉管制冷机的其他型式238

一、压缩功耗散型脉管制冷机238

二、液氮预冷式同轴脉管制冷机242

三、热声驱动式改进型可逆脉管制冷机244

参考文献245

第五章 低功率塑料制冷机249

第一节 塑料制冷机的特点及试验249

一、超导电子器件的冷却要求249

二、塑料制冷机的结构与试验251

三、塑料制冷机中的压缩机263

第二节 塑料斯特林制冷机的热力分析269

一、理论制冷量269

二、各种制冷量损失272

三、设计计算287

四、工质非理想性质对制冷机性能的影响291

第三节 缝隙回热器实验研究298

一、材料热性质的测定299

二、改善缝隙回热器换热条件的试验302

三、用填充剂增大回热器固体材料比热容的实验309

四、增加缝隙回热器气相热容量的实验313

参考文献316

第六章 微型节流制冷机（MMR）322

第一节 节流效应和节流制冷循环323

一、节流效应323

二、微型节流制冷机循环325

第二节 微型化的换算法则330

一、微型化及换算原则330

二、紊流换热器换算法则331

三、层流换热器换算法则333

第三节 微型化技术334

第四节 MMR换热器的流动和传热特性336

一、流动特性336

二、传热特性337

三、MMR换热器的设计及优化341

第五节 典型产品及应用举例347

一、典型产品介绍347

二、典型产品应用举例349

三、其它产品或样品351

第六节 节流制冷机工质353

一、概述353

二、纯质气体354

三、混合气体358

第七节 MMR最近的进展371

一、使用混合气体和快速冷却红外焦平面阵列的MMR371

二、闭式循环MMR376

三、整体式低温集成电路组件和整体式电路板冷却器378

参考文献382

第七章 吸附式制冷机386

第一节 吸附式制冷机的发展387

一、高性能吸附剂的研究388

二、部件性能的改进389

三、提高压缩机的效率390

四、提高整机的热效率391

第二节 几种主要的吸附式制冷机392

一、金属氢化物-氢制冷机392

二、沸石分子筛-N2O制冷机402

三、活性炭-N2制冷机403

四、PCO-O2制冷机412

五、吸附式制冷机的计算模型和参数优化415

第三节 吸附制冷机的特点和应用前景419

参考文献429