脉管型斯特林制冷机的能量方程推导及性能分析

通过对脉管型斯特林制冷机的分析和讨论，提出了此类制冷机的物理模型，对能量方程进行了推导，并编制了程序。计算结果显示，脉管斯特林制冷机在较高的制冷温区比单纯的斯特林制冷机有更大的制冷系数和更高的制冷量。     

自由活塞斯特林制冷机的研究与应用进展

对自由活塞斯特林制冷机(FPSC)的发展历史以及当前的研究进展进行总结,比较了自由活塞斯特林制冷机与分置式斯特林制冷机的性能,结果显示自由活塞斯特林制冷机的相对卡诺效率明显高于分置式斯特林制冷机。自由活塞斯特林制冷机具有高效、紧凑、制冷温区广等优势,分别从航天、超导、低温冰箱、家用制冷等方面详细总结了自由活塞斯特林制冷机应用情况。最后,根据自由活塞斯特林制冷机的发展现状,提出了一些有用的建议,对自由活塞斯特林制冷机的发展及应用具有一定指导意义。     

脉管型斯特林制冷机的实验研究

对脉管型斯特林制冷机用于普冷的可行性进行了分析研究。用实验的方法对脉管到斯特林制冷机和单纯的斯特林制冷机的性能进行了对比，得出了在２４５Ｋ以上温区脉管型斯特林制冷机的性能优于单纯的斯特林制冷机的重要结论．对小孔和脉管长度变化对脉管型斯特林制冷机性能的影响进行了讨论．     

基于DSP的星载小型化斯特林制冷机控制器设计

斯特林制冷机控制器对制冷机性能有很大影响。介绍了基于DSP系统的斯特林制冷机控制器设计,主要包括硬件、软件设计,为进一步实现斯特林制冷机的自适应控制打下较好的基础。     

斯特林制冷机真空环境热模拟试验研究

为了验证空间斯特林制冷与辐射制冷、实现复合制冷系统的可行性,获取斯特林制冷机在真空条件下的散热情况,进行了斯特林制冷机空间真空环境热模拟试验。试验结果表明,真空条件下斯特林制冷机的散热是影响制冷机性能的重要因素。     

HOT器件用自由活塞斯特林制冷机研究进展

自由活塞斯特林制冷机可用于红外探测器组件的冷却,具有振动小、寿命长等优点。随着红外探测器工作温度的提高(HOT器件),斯特林制冷机进入更小尺寸、更低质量、更高性能、更低功耗和更低成本的发展方向,即超小型斯特林制冷机。文章总结了近10年国内外超小型自由活塞斯特林制冷机的发展概况,并对超小型自由活塞斯特林制冷机的设计理念进行了介绍。     

斯特林制冷机污染失效研究进展

斯特林制冷机内部放气造成的失效严重影响制冷机寿命。制冷机内部放气气体会在回热器冷端及膨胀腔低温表面凝结,降低回热器的回热效率和冷头换热面传热能力,并加大制冷工质流动阻力。主要介绍了斯特林制冷机加速寿命试验和污染放气模拟数值计算方法等,提出了制冷机污染失效研究发展方向。对今后主要研究方向进行了展望。     

整体式斯特林制冷机工程化模型研究

针对国内斯特林制冷机可靠性处于浴盆曲线前端的现状,提出当前斯特林制冷机工程化解决加工、装配误差等引起早期失效的问题.为了指导微型斯特林制冷机工程化研究,对斯特林制冷机的模型进行了比较,得出采用系统动力学方法建立的制冷机模型适合进行工程化研究.在系统动力学观点指导下建立了整体式斯特林制冷机模型,并对该模型的各个环节进行了动力学元件量化的工作,以最新研究成果为例,给出了量化的方法.     

斯特林型脉冲管制冷机的最新进展

介绍了斯特林型脉冲管制冷机在理论分析和实用化方面的进展。与斯特林制冷机相比 ,由于低温端没有运动部件 ,脉冲管制冷机在寿命、可靠性和振动等方面有明显的优势 ,同时直流现象的发现和对它的抑制 ,以及双向进气、长颈管等调相机构的应用 ,使得斯特林型脉冲管制冷机的效率也可以达到或超过斯特林制冷机 ,从而使斯特林型脉冲管制冷机在空间、红外器件和超导器件冷却等方面有广泛的应用     

斯特林制冷机分层回热器优化设计与实验

为了提高斯特林制冷机在低温下的性能,把分层填充回热器结构应用于低温斯特林制冷机中。利用REGEN3.3对自行研制的斯特林制冷机用分层回热器进行了优化设计,并对此进行了实验研究。研究结果表明,回热器采用恰当的分层方式能大幅度提高制冷机的性能。该斯特林制冷机与优化前相比,其膨胀机效率提高了52.8%,整机效率提高了79.8%。     

气动分置式斯特林制冷机被动减振技术研究

论述了斯特林制冷机的振动来源和振动特性,利用梁模型计算了冷指的自然频率,理论上给出了动力吸振器的设计方法,得出在气动分置式斯特林制冷机中被动减振方法具有优势.根据分析设计了动力吸振器,通过实验验证了动力吸振器可以有效的抑制制冷机地振动输出.     

80K/2W斯特林制冷机全性能实验研究

80 K/2 W斯特林制冷机是上海技术物理研究所自行研制的分置式牛津型制冷机.为验证斯特林制冷机在各种工况下的广泛适应性,针对80 K/2 W制冷机进行实验,测试制冷机在不同压缩机行程、制冷温度以及环境温度下的全性能特性,总结斯特林制冷机部分实用的规律.     

新型谐振管耦合型双效斯特林制冷机的数值模拟

结合经典双效斯特林制冷机结构与热声理论,提出一种谐振管耦合型双效斯特林制冷机,采用声学谐振管耦合斯特林发动机与斯特林制冷机,从而实现热驱动制冷,具有结构简单、潜在效率高、可靠性高、绿色环保的优点,在小型天然气液化、冷电联供以及空间探测领域有较大的应用潜力。针对实验室现有发动机和制冷机的参数,采用模拟软件Sage搭建了计算模型,计算验证了该结构的可行性。计算结果表明,在充气压力为3 MPa,工作频率为50 Hz,发动机压比为1.3条件下,该系统在80 K的制冷温度可获得210 W制冷量,整机效率为11.3%。同时进一步探究了系统内声场分布和主要部件损失,研究表明回热器内部声场偏离行波声场,谐振管中粘性损失较大和制冷机输入声功偏小是当前整机效率较低的主要原因。如果进行合理的优化设计,此类系统可以实现25%以上的整机效率。     

可逆脉管制冷循环与斯特林制冷循环的比较

建立了可逆脉管制冷机的等温－绝热模型，着重考虑脉管中过程对制冷机性能的影响，并与斯特林制冷机等温模型的计算机结果进行比较。结果表明，在理想工况下，可逆脉管制冷机的效率约为斯特林制冷机的８５％，制冷量约为７２％。可逆脉管制冷机配气活塞的最佳运动相位与斯特林制冷机基本相同。     

工作参数对斯特林制冷机性能影响分析

在调试阶段影响斯特林制冷机性能的工作参数主要有:充气压力、工作频率和环境温度.其中充气压力和工作频率是最容易更改的参数,通过分析得到:充气压力影响着斯特林制冷机振子系统的自然频率,而工作频率则影响斯特林制冷机压机活塞和排除器的相位差.利用简化模型分析了环境温度对斯特林制冷机性能的影响.实验验证了充气压力、工作频率和环境温度对制冷机性能的影响,实验结果能较好的满足分析部分.     

平行轴布置的斯特林制冷机设计原理与应用分析

稳定平台光电系统设计常用线性斯特林制冷机以达到振动小的要求,但以牺牲重量、尺寸、功耗为代价。旋转式制冷机功耗低、尺寸小却振动大;设计平行轴布置斯特林制冷机以减小旋转制冷机对稳定平台的振动影响。分析了旋转制冷机振动源与稳定平台框架的系统刚性特点;从系统耦合的角度,通过力学模型分析平行轴布置斯特林制冷机振动源叠加的情况,根据分析结果提出利用稳定平台刚度高的方向吸收制冷机翻倒力矩的激励,降低平台的抖动程度。最后指出平行轴布置斯特林制冷机与框架结合应用的合理性与可行性。     

基于SAGE的30 K空间双级斯特林制冷机设计

瞄准未来空间应用的双级斯特林制冷机,开展了结构设计和详细的热力学设计。通过商业软件Sage建立了计算模型,分析了工作频率、充气压力、一二级排出器长度等参数对制冷性能的影响规律,得到了30 K双级斯特林制冷机合理的结构和工作参数,为开展详细的结构设计和参数调试提供参数依据。     

双级斯特林制冷机的模拟及优化设计

为了获得1.5 W@40 K的制冷性能,设计了一台双级斯特林制冷机。建立了双级斯特林制冷机的Sage一维整机模型,并进行数值模拟。在限制频率和排出器长度条件下,对双级斯特林制冷机的热力学和动力学参数进行了优化设计,优化后的双级斯特林制冷机在达到所要求的1.5 W@40 K的制冷性能时,其膨胀机效率为2.72%。     

基于DIC的斯特林制冷机振动非接触三维全场测试方法

为快速准确测试斯特林制冷机在工作时的振动状态,建立一种基于数字图像相关(DIC)的非接触三维全场测试新方法.该方法通过对制冷机表面的自然或人工标识进行图像相关分析,获得制冷机表面的外形(或标识)位移和应变的非接触三维全场测量,对测量的三维位移场进行傅里叶分析,进一步计算制冷机表面(或标识)的三维全场振动,实现制冷机振动振幅与频率的高精度无接触测量.通过斯特林制冷机的三维振动测试结果表明:该方法不仅能作为斯特林制冷机振动输出测量的新方法,还能有效应用于其他运动物体的振动输出测量.     

对《斯特林制冷机的制冷系数与制冷率间的关系》一文的讨论

从斯特林制冷机与卡诺制冷机的主要区别,所设的斯特林制冷机的特性,以及有限时间热力学分析的方法等三个方面讨论了《斯特林制冷机的制冷系数与制冷率间的关系》一文中所存在的主要问题。它将有助于对有限时间热力学的正确认识和进一步了解。