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1、液氮循环在磁悬浮列车运行环境中的应用摘要：人类一直在追求一种安全舒适、环保的旅行方式，磁悬浮轨道交通引起了公众的广泛关注，液氮循环技术在磁悬浮轨道交通中的应用越来越广泛，为了减少能源消耗，确保设备的长期稳定运行，学术界开始深入研究液氮循环在磁悬浮列车运行环境中的应用。本文从液氮循环系统入手，介绍了各种磁悬浮轨道交通技术的研究现状，总结了液氮循环系统在科学设备中的应用，并讨论了液氮循环在磁悬浮列车运行环境中的实际应用。关键词：液氮循环；磁悬浮列车；运行环境一、引言作为一种新型轨道交通车辆，气体液化的物理性质和低温材料经过近半个世纪的发展，低温技术正在加速在磁约束聚变、中微子探测、高温超导电缆、高
2、温超导电缆和高温超导储能方面的应用。磁悬浮制导方式是磁悬浮轨道交通技术的核心，也是确保磁悬浮车辆与导轨无机械接触的技术基础，不同的磁悬浮制导方法确定了磁悬浮轨道交通系统的磁悬浮高度、负荷比、控制方法、运行损失和成本比等关键技术指标。日本名古屋运营线和东山线上海磁悬浮示范工程的成功运行表明，磁悬浮运输技术正在通过示范作业进入市场。然而，目前国内公众保护和隔离磁悬浮线路的规划距离值得怀疑，普遍认为中低速磁悬浮列车产生的电磁辐射会影响人们的健康。针对当前的问题，电磁场CMS04中低速磁悬浮列车的一般数值模拟计算，理论计算结果和中国科学院CMS04中低速磁悬浮列车详细证明，中低速磁悬浮列车运输系统是一
3、个具有良好的电磁环境的绿色城市轨道交通系统。磁悬浮是人类科学技术史上的一项重大发明，它可以用于运输，其工作原理与传统的轮轨运输技术完全不同。磁悬浮列车以磁力为动力，是一种新型的陆地轨道交通车辆非接触式悬架，无车轮引导和驱动，完全没有轮轨关系的束缚，在速度、流量、动力、负荷、舒适性和安全性方面具有更好的性能。工业革命进程的快速发展，促进了人类磁悬浮技术的探索和研究，并取得了良好的研究成果。磁悬浮列车的出现被认为是人类交通历史上的一个重大变化，实现车辆和轨道的非接触性操作，丰富和改善交通网络，改变世界交通模式，促进磁悬浮交通的长期发展。二、液氮循环系统磁悬浮列出可用于短途交通，高速磁悬浮轨道一般由
4、直线电机驱动，液氮循环系统可实现全清洗和真空位移、控温和冷却、过冷，运行过程满足超导系统的要求。以GM制冷剂为冷源，液氮为工作介质的液氮循环系统，系统热负荷通过热交换器传热到冷源，冷却液在单相状态全过程中，泵进口预冷热交换器初始冷却，在液氮泵压力后，进入过冷热交换器，在液氮循环中，液氮通过真空绝缘管道返回液氮。冷源热交换达到过冷状态，然后流入超导电缆终端入口，将热量带回低温系统进行新一轮循环，过冷液氮冷却循环系统和超导电缆连接使用液氮冷却，液氮从循环系统中液体的注入口流出，流经循环系统管道，从供应出口流向超导电缆，然后从回流出口返回循环系统。三、液氮循环在磁悬浮列车运行环境中的应用磁悬浮运输系
5、统由线路系统、道岔系统、列车控制系统、供电系统、驱动系统、运行控制系统组成。其中，运行控制系统是整个磁悬浮交通系统的“大脑”，它涉及检测、有线和无线通信、数据处理、自动控制等高新技术，运行控制系统通过计算机控制、计算机网络、通信和信息处理等先进技术与磁悬浮交通系统的车辆、安全保护、自动运行和调度管理相连接，完成列车运行控制、安全保护、自动运行和调度管理等任务。运行控制系统在整个磁悬浮交通系统的列车运行的自动控制和安全保护中起着核心作用。磁悬浮列车运行控制系统是一个安全要求高的系统，磁悬浮列车在高速运行过程中会积累大量的热损失，使热平衡设计系统增加了难度和成本，为了使磁悬浮列车正常运行，液氮循环
6、在磁悬浮列车运行环境中的应用非常重要。磁悬浮是一种被动式磁悬浮定向磁悬浮模式，具有低温制冷系统的磁悬浮系统可以有效消除真空环境中的热损失，磁悬浮制导稳定性高、运行成本低、控制简单、无电磁辐射，可以更有效地解决真空管散热困难的问题。经过几十年的发展，液氮循环技术已经相对成熟，在现代大型科学设备中也得到了越来越广泛的响应。目前，国外大型科学设备正在液氮循环系统的研究和应用中快速发展，液氮循环系统也在逐步建立，并积累了相关经验。由于液氮的能耗和低热效率，为了提高未来的科学利用效率，降低液氮维护装置的长期稳定运行，液氮循环系统的大规模应用研究越来越引起科学家的关注。液氮循环在磁悬浮列车运行环境中的应用
7、，提高了低温下氮气的利用率，降低了能耗，保证了装置线路的长期稳定运行。结论：磁悬浮交通具有速度快、安全可靠、绿色环保、维护成本低的优势，可用于长途交通和短途运输，具有丰富的应用场景，促进区域协调发展，推动科技创新，磁悬浮行业承载着主要技术创新需求，加快智能磁悬浮技术突破，扩大液氮循环系统和互联网大数据等新技术在磁悬浮列车运行中的应用，创造更安全可靠、经济舒适、绿色节能的智能磁悬浮系统，成为我国和世界高铁时代的发展趋势，人类将开创轨道交通新时代，创造高速、超高速磁悬浮时代。参考文献1苏晓峰.磁悬浮列车的发展及应用J.铁道车辆,2003,41(11):14-17,1.2王君香.浅谈磁悬浮列车的原理及应用J.科学技术创新,2019,(15):38-39.3严陆光.高速磁悬浮列车的战略进展与我国的发展战略J.电工电能新技术,2002,21(4):1-12.4李家志,索红莉,王毅,等.超导材料在磁悬浮列车上的应用进展J.铁道技术监督,2020,48(3):38-44.