Cryogenic Cooling Time Calculator - 低温制冷时间计算器

🎯 项目简介 / Project Overview

低温制冷时间计算器是一个专业的科学计算工具，用于分析铌样品在1W制冷机系统中的冷却过程。该工具提供直观的GUI界面、物理建模、可视化分析和详细的工程报告。

A professional scientific computation tool for analyzing the cooling process of niobium samples in 1W cryocooler systems. This tool provides an intuitive GUI interface, physics modeling, visualization analysis, and detailed engineering reports.

🔧 参数化计算

支持多种系统参数配置，包括制冷机功率、真空度、样品尺寸、冷屏参数等的灵活设置。

📊 可视化分析

提供冷却曲线、热容随温度变化、热泄漏分析等多种图表，支持线性和对数坐标显示。

🎨 双语支持

完整的中英文界面切换功能，满足国际化科研团队的使用需求。

🏗️ 系统示意图

内置恒温器结构示意图，清晰展示多层隔热、冷屏、样品等组件的空间关系。

⚡ 多线程计算

采用多线程架构避免界面冻结，提供实时进度指示和计算状态反馈。

📋 详细报告

生成包含分段分析、工程建议、安全余量评估的综合技术报告。

⚙️ 技术栈 / Tech Stack

Python 3.8+ tkinter GUI matplotlib numpy Debye Model Heat Transfer

📚 项目文档 / Documentation

查看详细的技术文档、使用指南和API参考：

📖 技术文档

详细的技术说明、物理模型、系统架构和实现细节

🚀 使用指南

快速入门、参数设置、结果解读和常见问题解答

📚 完整文档

Sphinx生成的完整文档，包含API参考和详细示例

💻 源代码

GitHub仓库、源代码浏览、Issues和贡献指南

📦 版本发布

下载最新版本、查看更新日志和历史版本

🚀 快速开始 / Quick Start

1. 环境要求 / Requirements

Python 3.8+
numpy >= 1.19.0
matplotlib >= 3.3.0

2. 安装依赖 / Install Dependencies

pip install -r requirements.txt

3. 运行程序 / Run Application

python cooling_gui.py

📥 下载源码 / Download Source 🏷️ 最新版本 / Latest Release

🔬 物理模型 / Physics Models

德拜模型 / Debye Model

采用德拜模型计算低温下铌和铜的比热容，考虑晶格振动对热容的贡献：

德拜温度：铌 275K，铜 343K
适用于极低温（<50K）到室温范围
提供准确的材料热物性参数

热传导分析 / Heat Transfer Analysis

辐射传热：Stefan-Boltzmann定律
气体传导：残余气体分子传热
多层隔热：MLI隔热效率建模
支撑传导：机械支撑热桥分析

多阶段冷却 / Multi-stage Cooling

温度分段计算（300K → 4.2K，10个阶段）
工程修正系数（安全系数1.2 + 系统效率0.9）
液氮预冷选项（可缩短总时间50%以上）

🔬 Cryogenic Cooling Time Calculator