获得低于60K温区的混合物工质内复叠节流制冷机的研究

提出了利用内复叠节流制冷循环获得３０Ｋ～６０Ｋ温区的新制冷方案。进行了与之相关的热力学问题分析，建立实验装置，首次获得了５０Ｋ左右的低温。     

液氦温区节流制冷机流程分析及实验验证

设计研制了采用两级GM预冷的小型节流制冷机,GM制冷机在两级将氦气分别预冷至91 K和14 K.开展了开式和闭式两种形式的实验,闭式中采用带有单项阀的压缩机为循环提供高压气源.实验给出了节流降温曲线并测量了制冷量,开式和闭式实验中最低无负载温度分别为3.4K和4.27 K,4.5K时制冷量分别为30 mW和5 mW.     

90K低温下带预冷的林德制冷机的系统设计

为了获得90K的低温,提出1套带预冷循环的林德制冷系统,并分别对该系统的预冷循环和制冷循环进行了设计.预冷系统和制冷循环的制冷剂分别为R404A 和 R740.无热负荷时,设定低温箱的温度90 K,制冷量为140 W.该系统整体结构简单,获取温度低,在低温领域有较广泛的应用.     

线性压缩机驱动的80K单级脉管制冷机设计与实验研究

结合美国标准与技术研究院(NIST)的回热器计算软件REGEN3.2,成功设计了1台单级斯特林型脉管制冷机.采用惯性管调相,在2.5MPa充气压力和60Hz频率下,获得无负荷制冷温度59K.在压缩机输入电功率为250W时,80K获得了3.8W的制冷量,与设计计算结果吻合得较好.     

用于复叠温区的多元混合工质节流制冷机优化分析及实验研究

本报道了一种应用于复叠制冷温区的多元混合工质节流制冷机。     

全金属芯片型节流制冷器的实验研究

采用不锈钢为材料以金属蚀刻芯片和真空扩散焊接工艺制成了芯片型节流制冷器,搭建了微型节流制冷器系统,以高压氮气和氩气为工质,研究了不同入口压力下无负荷节流的制冷温度和流量特性。实验结果表明:采用氮气为工质时,在入口压力为10.5 MPa工况下,最低制冷温度为102.9 K;采用氩气为工质时,在压力为8.6 MPa工况下可获得112.0 K的最低制冷温度,降温速度也有效提升。在大流量下,低压通道阻力增大将导致节流后背压和蒸发温度提高,采用氮气和氩气作为工质在压力分别高于10.5 MPa和8.6 MPa时,制冷温度开始回升。验证了基于金属微通道蚀刻工艺技术的芯片型节流制冷器可行性,表明采用金属微流道芯片可以大幅提高耐压能力、机械强度和降温速率。     

20K以下温区单级脉管制冷机直流控制实验研究

开展了20K以下温区单级脉管制冷机的实验研究，考察了直流流动对制冷机性能的影响，估算了不同制冷温度下制冷机循环的需气量，在对直流进行控制的情况下，采用2kW(RW2)和4kW(CP4)压缩机分别获得了18．7K和14．7K的最低制冷温度，对应的在30K的制冷量分别为10W和29．5W。     

20K温区GM型单级脉管制冷机初步实验

介绍了自行研制的一台GM型单级脉管制冷机,其回热器蓄冷材料采用247目磷青铜丝网和不锈钢丝网,双向进气方式采用两个方向相反的精密针阀并行布置.在输入功率仅为2kW的条件下,该制冷机获得了22.4 K的最低制冷温度,80 K温度时的制冷量为5.65 W.在长达24 h的连续运行中,该机的无负荷制冷温度波动小于0.3K.     

液氦温区节流制冷机流程分析及实验验证（英文）

设计研制了采用两级GM预冷的小型节流制冷机,GM制冷机在两级将氦气分别预冷至91 K和14 K。开展了开式和闭式两种形式的实验,闭式中采用带有单项阀的压缩机为循环提供高压气源。实验给出了节流降温曲线并测量了制冷量,开式和闭式实验中最低无负载温度分别为3.4 K和4.27 K,4.5 K时制冷量分别为30 m W和5 m W。     

低于11 K的单级脉管制冷机性能研究

研究了回热器长度以及80 K以下温区不同回热材料布置形式对单级G-M型脉管制冷机性能的影响.试验研究表明,适当增加回热器长度,制冷机性能可显著提高.在此基础上对低温区回热材料进行优化,采用Er3Ni、铅丸和不锈钢丝网3层复合回热材料获得了最佳的制冷性能.采用额定输入功率为7.5 kW的压缩机驱动,脉管制冷机最低制冷温度达10.9 K,这是目前单级脉管制冷机达到的最低制冷温度.该制冷机在21 K可获得20 W制冷量.     

一个改进自行复叠制冷循环的实验研究

自行复叠制冷循环以其结构简单、可靠性高、适应性强等特点,在能源、生物、医学和生命科学等领域得到了日益广泛的重视和应用。针对一个改进的自行复叠制冷循环,建立了该制冷循环的实验台,进行了不同配比的二元混合工质和三元混合工质的自行复叠制冷循环性能实验,得出了改进自行复叠制冷循环的降温特性图以及性能系数COP和制冷量与制冷温度的关系。最后比较了二元自行复叠系统与三元自行复叠系统稳态运行参数的优劣。     

电阻阵列冷却用脉管制冷机研制

为解决以电阻阵列器件为基础的动态红外景像产生器中的冷却问题,设计并研制了一台采用线性压缩机驱动的在223 K工作的脉管制冷机。实验结果表明:在500 W的电输入功下,制冷机的最低无负荷制冷温度为99.7 K,在232.8 K获得了181.3 W的制冷量,与理论预测制冷量189.4 W吻合良好,相对卡诺效率达到10.4%,工作对脉管制冷机在普冷温区的应用是一次有益的探索。     

35 K双级斯特林制冷机性能实验

介绍了一台双级斯特林制冷机性能及运行参数对制冷机性能的影响。实验结果表明,在充气压力1MPa,运行频率40Hz,位移相位角65°的条件下,压缩机输入功率56W时,可获得0.85W@35K的制冷量。通过实验发现:同样功耗下,随着位移相位角减小,二级制冷温度下降,一级温度制冷温度上升。这表明,位移相位角对双级间的冷量分配有影响,可以通过相位控制对一、二级之间的冷量分配进行调整。     

冷却高温超导磁体的大冷量单级G-M制冷机

随着高温超导磁体在电工技术方面日益广泛的应用，如高温超导限流器、高温超导变压器、高温超导储能系统等。对工作在30K～40K、并可提供50W～100W制冷量的低温制冷机提出了需求。常规的单、双级G-M制冷机产品不能满足高温超导磁体的冷却要求，本文初步得到了提高单级G-M制冷机性能、增大40K温度以下制冷量的方法，并在一台常规单级G-M制冷机上验证，获得了30W/40K制冷量的好结果，指明了研制这种大冷量G-M制冷机的方向，为成功研制冷却高温超导磁体的大冷量单级G-M制冷机走出了第一步。     

2 W@80 K星载斯特林制冷机丝网的优化选型设计

介绍了丝网的种类,考虑丝网质量对回热器性能的影响,给出了优质丝网的判据.详细分析了丝网目数对空隙率、比传热面积和当量直径的影响,以回热器回热损失与压降损失之和最小,尽可能减小回热器空容积为原则进行计算分析,得出2 W@80 K制冷机回热器的最佳填料为丝径0.036 mm、276目×276目的平纹方孔网.试验结果表明选用该规格丝网的制冷机在制冷温度80 K、压缩机输入功率46.2 W时,获得的制冷量为2 W.     

单级G-M型同轴脉冲管制冷机实验

介绍了单级G-M型同轴脉冲管制冷机,双向进气方式采用两个方向相反的阀门并行布置.在压缩机输入功率为6 kW的条件下,该制冷机获得了18.1 K的无负荷最低制冷温度,这是目前单级G-M型同轴脉冲管制冷机所能达到的最低无负荷制冷温度,30 K 时的制冷量为12 W.     

斯特林型高频脉冲管制冷机的实验研究

介绍了一台单级U型高频脉冲管制冷机的实验装置和实验结果.制冷机冷端无负荷最低温度达到了38.31 K,此结果为目前国内单级斯特林型高频脉冲管制冷机所达到的最低温度.当输入电功率200 W时,在50 K有0.6 W制冷量;当输入电功率为250 W时,在80 K有4.25 W的制冷量.这为40 K以下深低温,大冷量的斯特林型脉冲管制冷机的研制做出了有益的探索.通过分析压缩机运行频率对制冷机的最低温度和制冷量的影响,得出了在液氮温区针对特定的制冷温度,压缩机存在的一个最佳工作频率.在此工作频率下,压缩机和脉冲管耦合后,制冷机能够获得较高的效率.     

高温超导用10 K单级G-M制冷机性能研究

为了满足高温超导设备、气体液化、液氢贮运等方面对10 K温区大冷量制冷机的需求,对10 K单级G-M制冷机进行了理论设计和试验。理论分析了回热器尺寸及回热器填料对制冷机性能的影响。通过优化回热器填料比例及冷头运行频率,此单级G-M制冷机可以获得9.7 K的最低温度,在20 K时可以获得92.6 W制冷量,可较好的满足高温超导等领域应用。     

分离型二级脉管制冷机的实验研究第一部分20～40 K温区单级大功率脉管制冷机

为了满足液氦温区分离型二级脉管制冷机第二级预冷的需要,设计制作了1台20～40K温区单级大功率脉管制冷机.采用额定功率为6 kW的压缩机驱动该制冷机,最低制冷温度达13.8K,刷新了单级脉管制冷机最低制冷温度纪录.该制冷机在40 K可获得高达55.9 W的制冷量,基本可以满足15～40 K温区超导磁体等冷却的需要.着重分析了频率、充气压力和不同压缩机对系统制冷性能的影响,测试了长时间运行中系统性能的变化情况.     

百赫兹气动斯特林制冷机设计与初步实验研究

基于制冷机专业设计软件SAGE,给出了百赫兹气动斯特林制冷机冷指的设计,讨论了各参数对制冷性能的影响;通过一台商用压缩机对该冷指进行了初步实验验证,当制冷机运行频率为105 Hz,充气压力为2.50 MPa时,可获得77.1 K的最低无负荷制冷温度,在90.0 K有0.28 W的制冷量。