تحلیل عملکرد سیستم سرمایش ژول-تامسون در دتکتورهای حرارتی بر اساس روش بانک-هاوارد

دوربین های آشکارساز ازجمله ادواتی هستند که کاربردهای متنوعی در صنایع گوناگون، اعم از نظامی و غیرنظامی دارند. در این سیستم معمولاً از یک دتکتور که وظیفه دریافت و جمع آوری انرژی حرارتی را بر عهده دارد، استفاده می شود و فرایند آشکارسازی بر مبنای انرژی حرارتی دریافت شده از جسم موردنظر انجام خواهد پذیرفت. ازآنجایی که میزان آشکارسازی قویاً وابسته به ایجاد اختلاف دما بین دتکتور و جسم می باشد؛ هرچه انرژی جذب شده توسط دتکتور بیشتر باشد، دقت آشکارسازی نیز بیشتر می شود. یکی از روش های رایج افزایش این اختلاف دما، خنک کاری دتکتور و پایین آوردن دمای آن می باشد. روش های متنوعی به منظور خنک کاری دتکتور مورد استفاده قرار می گیرد که سیکل سرمایش ژول-تامسون یکی از پرکاربردترین این نوع سیکل ها می باشد. با توجه به اهمیت این موضوع، در این مقاله سیکل سرمایش ژول-تامسون بر اساس جریان های جرمی گرم و سرد و همچنین انتقال حرارت بین آن ها به شیوه عددی (روش بانک-هاوارد) مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. پس از انجام مدل سازی عددی و صحه گذاری کد نوشته شده، عوامل مؤثر بر عملکرد سیکل سرمایش موردنظر، مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج مدل سازی، مطابقت مناسبی بین نتایج مدل سازی عددی انجام شده و نتایج عددی نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

دتکتور حرارتی ، سیکل ژول-تامسون ، خنک کاری ، انتقال حرارت ، بانک-هاوارد