O hélio superfluido (⁴He), devido às suas características quânticas, apresenta fenômenos especiais em temperaturas extremamente baixas, como o efeito de condução térmica anômala, o efeito fonte e o efeito de filme ascendente. A máquina de refrigeração por diluição utiliza ³He como fluido de ciclo; o ³He atravessa a interface de fase na câmara de mistura para produzir o efeito de refrigeração, sendo extraído após a evaporação na câmara de destilação por uma bomba à temperatura ambiente. O hélio superfluido dentro da câmara de destilação forma um filme líquido nas paredes e flui para as áreas de temperatura mais alta, sua condutividade térmica anômala causa grandes perdas de calor na câmara de destilação e o filme líquido de hélio superfluido após a evaporação afeta a pureza do ³He durante o ciclo, impactando assim a capacidade de refrigeração da máquina de diluição. As estruturas de "faca" e "pequenos orifícios" são os principais métodos para limitar a propagação do filme de hélio superfluido. Através de análise computacional, foi estudado o impacto da pureza do fluido de ciclo ³He na capacidade de refrigeração da máquina de diluição e a limitação do fluxo cíclico de ³He imposta pelo tamanho dos "pequenos orifícios" no sistema. Foram testadas experimentalmente as taxas de fluxo de massa do filme de hélio superfluido a 0,95 K ao configurar "pequenos orifícios" e "faca + pequenos orifícios", com o uso de "faca + pequenos orifícios" melhorando o efeito de supressão da propagação do filme de hélio superfluido em cerca de 35,6% em comparação ao uso apenas de "pequenos orifícios".

máquina de refrigeração por diluição;filme de hélio superfluido;faca;pequenos orifícios