Рис. 2. Два способа фильтрации:
а
–
с использованием ТМЭ;
б
—
с использованием МКЭ
Предлагается использовать более экономичный способ фильтра-
ции, основанный на известном механокалорическом эффекте (МКЭ),
характерном для сверхтекучего
4
Не (рис. 2,
б
).
В этом случае для того
чтобы вызвать движение сверхтекучего гелия в каналах фильтра, со-
здают перепад давления на фильтре, повышая давление жидкости
р
ф
на входе в него, как и при фильтрации обычных жидкостей. Следстви-
ем этого является понижение температуры гелия в камере фильтра
Т
к
относительно температуры гелия во входной камере
Т
ф
и температуры
среды, окружающей фильтр. В выходном теплообменнике этот гелий
нагревается до температуры окружающей среды, поглощая из нее те-
плоту
Q
вых
.
При этом нагрузка на рефрижератор
Q
рефр
значительно
меньше, чем в случае использования ТМЭ, так как равна не сумме, а
разности
Q
ф
и
Q
вых
.
Степень этого понижения температуры
Т
к
в выходной камере
фильтра зависит от множества обстоятельств и может быть весьма
незначительной. Поэтому для приблизительной (с запасом) оценки за-
трат на термостатирование фильтра в данном случае можно принять,
что нагрузкой на рефрижератор являются только тепловыделения во
входной камере фильтра, т.е.
Q
рефр
≈
Q
ф
.
При допущении, что через
каналы фильтроэлемента переносится только сверхтекучая часть
4
Не
[5, 6],
Q
ф
=
М
S
ф
Т
ф
,
(1)
где
М
,
S
ф
,
Т
ф
—
масса, удельная энтропия и температура гелия, по-
данного в фильтр.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
57