А как же оно тикает?
11,282,316 15,050
 

  slavae russia, Москва
10 янв 2023 13:52:41

Холодильник

новая дискуссия Новость  1.822

Исследование, результаты которого опубликованы в одном из ведущих научных журналов, подтвердили, что монокристалл LiGdF4 может использоваться для создания усиленного магнитокалорического эффекта и магнитного охлаждения до температур около 100 милликельвинов (порядка –273 градусов Цельсия).

Ученые Института физики подведомственного Минобрнауки России Казанского федерального университета (КФУ) впервые в России синтезировали литиевый тетрафторид гадолиния (LiGdF4). Перспективный материал с заданными магнитными свойствами может применяться в тех сферах, где необходимо создавать и поддерживать очень низкие и сверхнизкие температуры, например, при создании лазеров, квантовых компьютеров и космических инфракрасных телескопов.
Литиевый тетрафторид гадолиния используется как резервуар, спиновая подсистема которого при адиабатическом выключении магнитного поля отбирает тепло у решетки кристалла, в результате чего система охлаждается
https://www.nanonewsnet.ru/news/2023/kazanskie-uchenye-pervymi-v-rossii-vyrastili-kristall-ligdf4-s-zadannymi-magnitnymi-svoist
  • +0.14 / 9
КОММЕНТАРИИ (19)
 
 
  Luddit
10 янв 2023 14:19:56
Цитата: slavae от 10.01.2023 13:52:41Перспективный материал с заданными магнитными свойствами может применяться в тех сферах, где необходимо создавать и поддерживать очень низкие и сверхнизкие температуры, например, при создании лазеров, квантовых компьютеров и космических инфракрасных телескопов.

Тепловизоры и головки самонаведения стыдливо не упомянуты?Улыбающийся
  • +0.05 / 5
  • Скрыто
 
 
  GrinF
11 янв 2023 00:41:46
Цитата: Luddit от 10.01.2023 14:19:56Тепловизоры и головки самонаведения стыдливо не упомянуты?Улыбающийся

 вы 100 ми милликельвин собрались в головках самонаведения получать....  боюсб тогда у вас ракета будет размером с атлас... не стоит  стрелять из пушки по ворбьям для ИК достаточно жидкого азота , а при совсем уж низом уровне сигнала - достаточно жидкого гелия (в безвоздушномпространстве можно и водордом обойтись)
Отредактировано: GrinF - 11 янв 2023 00:56:09
  • +0.05 / 2
 
 
 
  Luddit
11 янв 2023 09:02:58
Цитата: GrinF от 11.01.2023 00:41:46вы 100 ми милликельвин собрались в головках самонаведения получать....

Рекордные температуры не за один присест делаются, а ступенчато. У каждой ступени есть свой КПД, и верхние ступени должны справляться с отводом энергии, потребленной нижними ступенями. При этом наиболее эффективны классические холодильники, но работают они каждый в своём температурном диапазоне и имеют изрядные габариты.
Пресловутые 100 мК - это не врожденный абсолютный параметр, как у холодильника с конкретным рабочим телом, а следствие улучшенного комплекса характеристик твердотельного холодильника, приложенные к "стандартной" температуре предпоследней ступени.
То есть при работе "соло", когда разница отсчитывается от температуры окружающей среды, эта штука сможет дать более низкую температуру по сравнению с предшественниками, но не единицы кельвинов, конечно.
С учетом принципа действия (засунули тело в магнитное поле - тело нагрелось - подождали пока тело выровняет температуру - сняли магнитное поле - тело остыло) для классических тепловизоров оно может подходит не очень, а вот для головок самонаведения - самое то. При этом источник магнитного поля можно оставить на пусковой установке, ракете в полете он уже не нужен.
  • +0.00 / 0
 
 
 
 
  GrinF
11 янв 2023 14:45:39
Цитата: Luddit от 11.01.2023 09:02:58Рекордные температуры не за один присест делаются, а ступенчато.У каждой ступени есть свой КПД, и верхние ступени должны справляться с отводом энергии, потребленной нижними ступенями. При этом наиболее эффективны классические холодильники, но работают они каждый в своём температурном диапазоне и имеют изрядные габариты.

И то верно... И произведение этих самых КПД и определет каков размер будет самой первой ступени
ЦитатаПресловутые 100 мК - это не врожденный абсолютный параметр, как у холодильника с конкретным рабочим телом, а следствие улучшенного комплекса характеристик твердотельного холодильника, приложенные к "стандартной" температуре предпоследней ступени.
То есть при работе "соло", когда разница отсчитывается от температуры окружающей среды, эта штука сможет дать более низкую температуру по сравнению с предшественниками, но не единицы кельвинов, конечно.

Нет уважаемый если ты его посадишь не на условный рефрижиратор растворения https://ru.wikipedia…0%B8%D1%8F а на  теплооменник охлождаемый жидким азаотом или даже гелием он вообще работать не будет, или площадь теплообмена будет с футбольное поле
ЦитатаС учетом принципа действия (засунули тело в магнитное поле - тело нагрелось - подождали пока тело выровняет температуру - сняли магнитное поле - тело остыло) для классических тепловизоров оно может подходит не очень, а вот для головок самонаведения - самое то.

Точно - при условии что перед ним в головке самонаведения разметят рефрижиратор расворения мо веми промежуточными турбодеандерами. А если разместят , то и никакого парамагнетика не надо.
ЦитатаПри этом источник магнитного поля можно оставить на пусковой установке, ракете в полете он уже не нужен.

Рефрижиратор расттворения здесь условный - для его работы нужен гелий 3 - кранйе не дешевая субстанция
Отредактировано: GrinF - 11 янв 2023 14:49:12
  • +0.05 / 2
 
 
 
 
 
  Luddit
13 янв 2023 18:11:30
Цитата: GrinF от 11.01.2023 14:45:39Точно - при условии что перед ним в головке самонаведения разметят рефрижиратор расворения мо веми промежуточными турбодеандерами. А если разместят , то и никакого парамагнетика не надо.

Тетрафторид гадолиния - температура плавления 1232 С, точку Кюри не нашел.
Ему точно нужен внешний холодильник, чтобы начать работать?
В комментариях к статье на хабре возможность работы начиная с комнатных температур упоминается. https://habr.com/ru/news/t/708292/
  • +0.00 / 0
 
 
 
 
 
 
  Пенсионэр russia
14 янв 2023 07:33:54
Цитата: Luddit от 13.01.2023 18:11:30Тетрафторид гадолиния - температура плавления 1232 С, точку Кюри не нашел.
Ему точно нужен внешний холодильник, чтобы начать работать?

Попробую объяснить по своему) Есть брусок со средней температурой, надо сделать её ниже, очевидно, энергия затрачивается на убирание лишнего тепла из бруска. Её же требуется где то рассеять вместе с отведённым лишним теплом из этого бруска. Вот для этого и нужен холодильник. Что он из себя представляет, дело десятое.
  • +0.00 / 0
 
 
 
 
 
 
 
  Luddit
14 янв 2023 08:48:29
Цитата: Пенсионэр от 14.01.2023 07:33:54Что он из себя представляет, дело десятое.

Э нет. Если он представляет из себя окружающую среду, которой везде хоть попой ешь совершенно бесплатно, это сильно меняет дело.
  • +0.00 / 0
 
 
 
 
 
 
 
 
  Пенсионэр russia
14 янв 2023 13:01:51
Цитата: Luddit от 14.01.2023 08:48:29Э нет. Если он представляет из себя окружающую среду, которой везде хоть попой ешь совершенно бесплатно, это сильно меняет дело.

Не совсем так, чтобы скинуть тепло в окр среду обязательно наличие дельты Т и чем она меньше, тем габаритнее и тяжелее будет теплообменник.
  • +0.02 / 1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Luddit
14 янв 2023 13:20:34
Цитата: Пенсионэр от 14.01.2023 13:01:51Не совсем так, чтобы скинуть тепло в окр среду обязательно наличие дельты Т и чем она меньше, тем габаритнее и тяжелее будет теплообменник.

В данном случае сначала идёт намагничивание, от которого материал нагревается. Потом он остывает (в случае ГСН на это может быть прилично времени начиная от пуска двигателей, взлёта и далее по списку, без использования какого-то специального теплообменника), и когда магнитное поле снимают - разность температур отсчитывается в обратную сторону.
То есть в отличие от захолаживания расширением азота, этот процесс может быть многоразовым в ходе эксплуатации, без отправки изделия в специализированную мастерскую.
Нужно только электричество. Совсем теоретически можно и постоянными магнитами обойтись, вот только отдирать их будет сложноУлыбающийся
Отредактировано: Luddit - 14 янв 2023 13:21:24
  • +0.00 / 0
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Пенсионэр russia
14 янв 2023 15:11:20
Цитата: Luddit от 14.01.2023 13:20:34В данном случае сначала идёт намагничивание, от которого материал нагревается. Потом он остывает

Если не скинуть тепло, выделяемое при намагничивании, он остынет до исходной температуры.) Про аэродинамический нагрев поверхностей слыхали? Так что не всё просто на самом деле. С каждым циклом тепло снять будет всё более проблематичнее и может кончиться тем при расчётах, что жидким азотом заправить выгоднее.
  • +0.00 / 0
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  rommel.lst russia, Луганск/Томск
15 янв 2023 09:04:17
Цитата: Пенсионэр от 14.01.2023 15:11:20Если не скинуть тепло, выделяемое при намагничивании, он остынет до исходной температуры.) Про аэродинамический нагрев поверхностей слыхали? Так что не всё просто на самом деле. С каждым циклом тепло снять будет всё более проблематичнее и может кончиться тем при расчётах, что жидким азотом заправить выгоднее.

Обычно такие хитровывернутые системы охлаждения работают многостадийно. То же лазерное охлаждение работает за счет поглощения кванта и переизлучения нового кванта с большей частотой, который уносит больше энергии. В магнитном охлаждении намагничивание греет материал, но, если попутно его же охлаждать, то последующий цикл охлаждения при размагничивании приведет к снижению температуры этого "конца" цикла. И так шаг за шагом..
  • +0.03 / 1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Пенсионэр russia
15 янв 2023 10:59:09
Цитата: rommel.lst от 15.01.2023 09:04:17В магнитном охлаждении намагничивание греет материал, но, если попутно его же охлаждать, то последующий цикл охлаждения при размагничивании приведет к снижению температуры этого "конца" цикла. И так шаг за шагом..

Вы, наверно, не совсем внимательно прочитали, я написал тоже самое, только уточнил, что "попутное охлаждение" в какой-то момент может стать бессмысленным при условиях сброса тепла в окружающую среду, как предполагал  автор идеи, т.к. габариты и вес теплообмненника вырастут до неприемлемых.
  • +0.00 / 0
  • Скрыто
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  rommel.lst russia, Луганск/Томск
15 янв 2023 11:35:35
Цитата: Пенсионэр от 15.01.2023 10:59:09Вы, наверно, не совсем внимательно прочитали, я написал тоже самое, только уточнил, что "попутное охлаждение" в какой-то момент может стать бессмысленным при условиях сброса тепла в окружающую среду, как предполагал  автор идеи, т.к. габариты и вес теплообмненника вырастут до неприемлемых.

Не факт, если вам не требуется быстрое охлаждение. Даже в самых неудобных условиях (когда Тснаружи выше Тцелевой на 0,99 от той самой дельта Т холодильника из спецификаций),охлаждение будет идти. Только меееедленно..
  • +0.00 / 0
  • Скрыто
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  GrinF
16 янв 2023 03:33:55
Цитата: rommel.lst от 15.01.2023 09:04:17Обычно такие хитровывернутые системы охлаждения работают многостадийно. То же лазерное охлаждение работает за счет поглощения кванта и переизлучения нового кванта с большей частотой, который уносит больше энергии. В магнитном охлаждении намагничивание греет материал, но, если попутно его же охлаждать, то последующий цикл охлаждения при размагничивании приведет к снижению температуры этого "конца" цикла. И так шаг за шагом..

зря вы об этом напомнили - ща снова начнется обсуждение как примонастытыть лазерное охлаждениея к головкам наведения... Кому там нужна температура даже  в 20 К (жидкий вдород) в упор не пойму.
  • +0.00 / 0
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  rommel.lst russia, Луганск/Томск
16 янв 2023 06:26:12
Цитата: GrinF от 16.01.2023 03:33:55зря вы об этом напомнили - ща снова начнется обсуждение как примонастытыть лазерное охлаждениея к головкам наведения... Кому там нужна температура даже  в 20 К (жидкий вдород) в упор не пойму.

Чем бы дитя не тешилось, лишь бы не вешалось..
  • -0.02 / 1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Luddit
16 янв 2023 12:35:03
Цитата: GrinF от 16.01.2023 03:33:55зря вы об этом напомнили - ща снова начнется обсуждение как примонастытыть лазерное охлаждениея к головкам наведения... Кому там нужна температура даже  в 20 К (жидкий вдород) в упор не пойму.

Кто-то в упор не понимает, что данный способ охлаждения не привязан к температуре кипения определённой жидкости (и прочим жестко прибитым к температурной шкале явлениям) и поэтому упорно рассуждает о 20 К.
Отредактировано: Luddit - 16 янв 2023 12:38:15
  • +0.00 / 0
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  rommel.lst russia, Луганск/Томск
16 янв 2023 12:59:56
Цитата: Luddit от 16.01.2023 12:35:03Кто-то в упор не понимает, что данный способ охлаждения не привязан к температуре кипения определённой жидкости (и прочим жестко прибитым к температурной шкале явлениям) и поэтому упорно рассуждает о 20 К.

Кто-то просто в курсе того, сколько стоят и что могут другие способы охлаждения в сравнении с этим магнитным холодильником. Он оправдан только там, где массогабарит абсолютно критичен - космос, авиация предельных параметров, некоторые прецизионные исследования и т.п. темы. Да, и в исходном топике оно - всего-то прототип, который взлетит или нет, хз. В 95% случаев куда выгоднее не заниматься экзотической херней, а использовать классику.
Тот же гадолиний, сам по себе, - та еще экзотика, которая оттолкнет большинство народу, ибо работать с ним могут не только лишь все. Не кипение, так гистерезис, или паразитные токи - что-то всегда будет мозги выкручивать..
  • +0.01 / 1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Luddit
16 янв 2023 13:01:55
Цитата: rommel.lst от 16.01.2023 12:59:56В 95% случаев куда выгоднее не заниматься экзотической херней, а использовать классику.

Так это всегда и везде так было, тем не менее прогресс потихоньку ковыляет.
  • +0.01 / 1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  GrinF
16 янв 2023 03:31:26
Цитата: Пенсионэр от 14.01.2023 15:11:20Если не скинуть тепло, выделяемое при намагничивании, он остынет до исходной температуры.) Про аэродинамический нагрев поверхностей слыхали? Так что не всё просто на самом деле. С каждым циклом тепло снять будет всё более проблематичнее и может кончиться тем при расчётах, что жидким азотом заправить выгоднее.

уважжаемый закачивайте чушт рбсуждать... Головки наведения охдаждаютсясплошь и рядом жижким азотом - этого достаточною То сто там Луддит фаназирует - еу пусть себе фантазтрует...
  • +0.01 / 2
  • Скрыто