“裂缝”如何防止在高度强烈的寒冷环境中冻结
作者：365bet体育日期：2025/09/19 浏览：
高海拔宇宙射线观察站（LHAAS0，电缆）是世界上最高的高度，尺寸最大，最敏感的宇宙射线检测装置，也是“ 12五年计划”中的主要国家科学和技术基础设施。观察站位于四川省Daocheng县的Haizishan。建筑于2018年6月19日正式开始，并于2023年5月10日成功通过了全国认可。该科学的主要目标是探索高能量宇宙射线的来源，研究高能辐射颗粒的特征，以及散布宇宙射线的加速度和机制。目前，已经取得了许多重大成就。高海拔宇宙射线观察站位于四川省甘齐县Daocheng县的4,410米Inhaizishan。它通常面临着极端气候气候 - 年平均温度为1.2-4.4摄氏度和非常低温为-27.6摄氏度。那么，为什么选择这样一个寒冷的地方形成这个大型设备呢？在如此寒冷的环境中，如何避免全年避免冷冻站，隔热和工作？在本文中，让我们找出答案。选择高海拔宇宙射线天文台地点的要求（照片来源：中国科学院高能量物理研究所）？观察站位于最大的古老冰盖（确定地质历史记录中形成的冰盖和现在缺少冰盖或冰盖的冰盖留下的地面和沉积物） - 海兹山（海拔4,410米）位于Daocheng县的甘齐县。它位于西海河和草药沼泽地区，由花岗岩旅组成，覆盖1.36平方公里的一般面积。该区域具有季风气候的气候，年平均温度为4.1摄氏度的高原是的，最热月份7月份的平均温度为11.9度，高温为27.1摄氏度。一月份的平均温度在寒冷的月份小于-5.9摄氏度，极端最低温度小于-27.6摄氏度。冬季表面温度低，标签高，并且时间温度变化。最低的平均土地温度是一月，最高的是7月，最高最高是摄氏73.1度（1986年6月9日），而极端最低的摄氏为-30摄氏度（1965年2月26日）。除了从11月到明年2月的温度低于温度的表面温度外，温度高于其余几个月的温度。根据领土调查报告，该地区的永久冻土深度为1.7米。那么，为什么您仍然需要在此处选择电缆的位置？从科学需求的角度来看，高度约为4,000米，400我TERS是在“膝盖”区域中宇宙射线簇的大量发展的高度，测量误差最少。从自然条件的角度来看，海兹山拥有丰富的水源，可以提供水中探测器所需的大量水，并且该面积足以“铺平”探测器覆盖1平方公里的探测器；从陷阱条件的角度来看，距离亚丁机场10公里，在国家公路和省级路附近，具有方便的运输条件；从观察的角度来看，防止人类环境的破坏远非人类活动的位置。经过多年选择国家遗址，这是最好的观察地点。高海拔极端寒冷环境的水中探测器的抗冻结挑战高海拔宇宙射线观察站由电磁粒子探测器阵列（ED），大气Cherenkov望远镜阵列（WFCT）组成（WFCTa），以及cherenkav检测器阵列（WCDA）和MuffInv检测器阵列（WCDA）检测器阵列（MD）。其中，水Cherenkov检测器阵列（WCDA）和Muzi探测器阵列（MD）都使用纯水作为发现的介质，而在高高度极端寒冷环境中，抗冻结设计和热绝缘材料特别关键。 Water Cherenkov探测器阵列（WCDA）由以“产品”形式排列的三个巨型泳池结构组成，有效的总面积为78,000平方米，以及两个“ 150m x 150m”池（1和2池）和一个“ 110m x 300m”池（3池）。大约400,000吨纯净的水（由特殊水处理设备制备）可以满足操作探测器状况。 Mulberry单位检测器阵列（WCDA）是内部桑树单元探测器阵列（MD）是共享检测器，由1,188 Mulberry Ttector分布到30米距离距离观察站。单个松饼检测器是直径为6.8米的圆柱体S，高度为1.2米。它需要44吨超纯水（由特殊水处理设备制备）来解决探测器的操作条件。 Muzi探测器阵列（MD）（照片来源：中国科学院高能量物理学研究所）在此高度和极度冷的环境下，两个主要的水中培养基探测器中型探测器，Water Cherenkov探测器阵列（WCDA）和Muzi探测器阵列（MD），都面临着巨大的反抗抗应贝挑战。当水冷冻时，它将对检测器造成不公正的损害，并可能导致整个设备的实验失败。显然，如此大的身体不可能采用“主动”加热方法（确定依赖于外部能量（例如电力和燃料）继续提供能量的主动加热方法），因此有必要确保水体温度在不加热的情况下以自然状态保持自然状态。 c随后，有必要对此进行精制的绝缘步骤。当水中探测器的绝缘设计采用“无热源”水绝缘设计时，此时的水温变化主要受到平均外部环境温度的周期性波动的影响。这种周期性变化可以通过温度函数来描述。影响的主要因素包括：水为-Unfuse（应在日落时进行输液以确保高初始温度），年平均温度，温度变化，变化周期和相位偏移的变化（即达到最低温度的温度）。因此，隔热措施需要满足三个条件：首先，当身体的身体拒绝时，应在太阳和秋天污染，并且水的初始体温很高；其次，绝缘层的厚度足以减少水的体温的广泛变化到足够少的时间，以“维持”水的水温，因此全年水的最低体温高于零度；第三，绝缘层的温度电阻率足以延迟水体和外部环境之间的热量交换，并延迟体温和外部温度之间的阶段（即，水体到达最低温度以及在外部周围温度之间的ORRA的间隙达到最低温度的时间）。计算出金额后，必须在3个月内延迟。 ）底物的垂直冷冻炎症。 Ang mga tuktok at gilid na dingding ng pool ay ganap na natatakpan ng XPS (isang mataas na pagganap na mahigpit na foam pagkakabukod material) na pagkakabukod board, at nilagyan ng mga pagkakabukod at pagkakabukod ng mga gasket upang hadlangan ang热桥（Tinutukoy Ang Thermal Bridge，Na Tumutukoy Sa Mga Pampalakas Na Kongkreto O金属梁，MGA Haligi，Buto-Bones和其他组件中的其他组件，例如外墙和屋顶）。 WCDA池的横截面结构如下图所示。 WCDA泳池部分的局部结构的示意图（照片来源：中国科学学院高能源物理研究所）WCDA的水分喷射条件的设定为：即使在极端天气条件下，如果在9月底之前对水进行了形容，则可以成功地越过温水。到目前为止，使用厚度为120 mm，使用150 mm的XPS绝缘层进行计算。当WCDA池的热过程模型牢固地运行时，2月4日（全年最冷的温度温度）被选为通常检查的时间。此时，垂直部分温度分布池如下图所示。 WCDA水池分布温度的垂直部分在不同的XPS绝缘厚度下。上图是一个120毫米的绝缘层，下图是150mm的绝缘层（照片：中国电力建筑集团成都调查与研究设计学院有限公司），从数字可以看出，当使用120mm厚的XPS绝缘层时，当使用120mm厚的XPS绝缘层，池中的水温高于0度Celsus，比0度celsus较小，比0级高。在池壁附近的区域的上部，即图中所示的池的左上角，由于三个符合的传热区域，水温是最低的，即摄氏-0.8度。当使用150毫米厚的Na XPS绝缘层时，总平均泳池温度为0.98度摄氏度，甚至在池的左上角附近的最低水温为0.08度摄氏，因此本节中显示的所有组件都不会冻结。 。结合Muzi探测器（MD）的要求大小，基础的深度设置在地下1.2-4.2米之间，越深，越深。设计计划使用聚氨酯绝缘板来覆盖整个范围，并使用绝缘垫圈阻止热桥。 MD部分的结构如图所示。 MD剖面结构的示意图（照片来源：中国科学院高能量物理学研究所）设置了MD探测器的水注入条件如下：即使在严重的行为时间内，如果水是在9月底之前进行的，则可以成功地监督泳池，而无需冻结。直到今天，聚氨酯绝缘层的厚度分别为5 cm，10 cm和15 cm。比较，发现当使用5厘米层绝缘时，最低体温为0度摄氏度，H不符合实验要求；当使用10厘米的绝缘层时，水的最低体温为0.6摄氏度，满足实验要求；当使用15厘米层绝缘时，水的最低体温为2.5度摄氏度，非常绝缘。与经济考虑有关，最终选择了10厘米厚的聚氨酯绝缘层。在地层温度模型下对水体的10厘米polyuretha保护温度模拟。上图是水的最高体温的云图，下图是最低体温的云图（照片资源：高能物理研究所，中国科学院）。从模拟结果可以看出，在绝缘策略之后 - 优化，年平均值为-0.2摄氏度，在没有主动技术条件下，每种水温全年的测量点保持超过0度的摄氏度，这消除了糖霜现象，该现象有效地磨损了松饼的正常操作（MD）。协议监测温度观察站的长期结果，水切伦科夫探测器（WCDA）水体和松饼探测器阵列（MD）水体温（MPHOTO来源：中国科学学院高能物理学研究所）上面的图片显示了观察水温度站的结果，水温度站，水上孔（Water Cherenkov detecter）水域（Water Cherenkov detecter）和水上（Wictecter）水域（Watecter）和水上（WCDA）。在累积了2,000天的温度监测后，水水Cherenkov检测器（WCDA）的年平均水温将安全运行。水上Cherenkov探测器阵列（WCDA）和Muzi探测器阵列（MD）的成功工程技能已填补了抗冻结的新方法和技能，并在高海拔高度强烈我国的气候。 Water Cherenkov探测器阵列（WCDA）池也赢得了“ 2020-2021 Sichuan建筑项目Tianfu Cup Gold Award”。 Water Cherenkov检测阵列（WCDA）是独特的“薄壁壁壁式式侧壁 +软性基于地形的土工膜防潮系统 +大型钢型钢屋顶结构”是中国的第一个设计，也是国际市场的领先设计。 Without a national standard to refer to, we overcome difficulties and achieve" excellent anti-leakage and insulation effect with a daily change rate of total water volume of ≤0.01% and a daily change rate of water temperature of ≤0.02; Single buildings of 22,500 and 33,000 square meters are optically closed, ensuring that the high sensitivity 20-inch photomultiplier tube in the pool can be measured at the single photon level, and the overall the polyure游泳池中游泳池的抗腐蚀系统可确保钢结构超过80,000平方米，而轻钢结构超过8超过80,000平方米的0,000平方米和轻型钢结构超过80,000平方米，轻钢结构超过80,000平方米，而轻钢结构超过80,000平方米，轻钢结构在饱和的水蒸气环境中很长一段时间内的屋顶一直没有生锈。 “松饼探测器阵列（MD）还满足10年内的要求少于0.05m，其中包括“混凝土筏基础，环形侧壁 +焊接钢顶盖的独特柔性连接形式”。独特的绝缘设计和工程技能，不仅可以确保“ cripertect of the cracker” cress nefter of the cracker's protector of Flotection of STERTACTION OFFERS。在探测器上放一层智能，使它们能够在苛刻的自然环境中保持勤奋的“感觉能力”，并在整天获得宇宙束留下的线索。从大池到共享探测器的科学家和工程师的富有想象力的思想，它们共同构成了“电缆”的坚实而可靠的基础。他们可以清楚地解释从宇宙深处提供信息，最终帮助我们解决高能量宇宙射线的起源之谜，并获得更多宇宙的奥秘。制造者：流行科学中国可能 - 启动：风水Shaohui（中国科学院高能物理研究所）生产者：中国流行科学博览会
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