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氦液化器内纯化器单元中氦气分凝分离纯化研究的开题报告
一、研究背景
氦是一种惰性气体，常温下无色、无臭、无味，不易与其他元素或化合物反应，因此在许多工业和科学领域中得到广泛应用。氦液化器是氦气液化的核心设备，而氦液化器内的纯化器单元则是整个液化过程中最为重要的部分。没有高效的氦气分凝分离纯化技术，液化过程中氦气中的杂质会大幅增加，导致液化器性能下降且液化效率低下。因此，研究氦液化器内纯化器单元中氦气分凝分离纯化技术，对于提高氦液化器的性能和液化效率具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在深入研究氦液化器内纯化器单元中氦气分凝分离纯化技术，探究各种纯化材料和纯化工艺对氦气分离和纯化的影响，为进一步提高氦液化器的液化效率和性能，提供理论和实践支持。
三、研究内容
1、基础理论：介绍氦气的基本性质和应用领域，以及氦液化器内纯化器单元的结构和作用原理；探究常用的氦气纯化材料、纯化工艺和纯化效果。
2、实验方法：根据氦液化器内纯化器单元的结构和工作原理，设计并搭建一套实验装置，通过调节实验参数，如温度、压力、气流速率等，研究不同材料和工艺对氦气纯化的影响，分析氦气中杂质成分和纯化效率。
3、实验方案：综合分析实验结果，确定最佳的氦气分凝分离纯化方案，给出氦液化器内纯化器单元的优化方案；对比不同的纯化材料和工艺，分析其优缺点及适用范围。
四、研究意义
1、提高氦液化器的性能和液化效率，推动氦气液化技术的发展。
2、为工业和科学领域中氦气的应用提供更加纯净的氦气。
3、对于探索氦气的物性及其在低温领域应用具有重要意义。
五、研究计划
本研究计划在半年的时间内完成以下工作：
1、学习和掌握液氦制冷技术的相关知识，了解目前氦气分离、纯化、试制、大批量制造、应用领域等方面的情况与发展趋势，熟悉相关仪器和实验方法。
2、根据气体分离纯化原理，设计氦气分凝分离纯化方案，确定实验材料和工艺参数；
3、搭建氦气纯化实验装置，进行氦气纯化实验，得到相关数据并进行分析与评价。
4、根据实验结果对不同的材料和纯化工艺进行分析和比较，确定最优的氦气纯化工艺。
5、完成研究报告，汇总研究结果，撰写论文并提交。
六、研究难点
氦气成分极为单一，且熔点极低，气态中相互间的相对于其热运动比较激烈，因此，采用传统的吸附、分子筛等技术处理时存在效率低、成本高等问题。因此，研究氦气分离分凝技术，特别是在极低温条件下的纯化方法，是本研究的难点和重点。