单级G-M型小孔脉管制冷机Sage建模

G-M型脉管制冷机作为一项成熟的低温制冷技术,尚缺少公开的整机模拟分析方法。Sage软件包含压缩机、高低压切换阀和脉管制冷机冷头相关部件等模型。使用Sage软件建立了单级G-M型小孔脉管制冷机整机模型。将现有单级G-M型小孔脉管制冷机的实验设计参数作为输入参数,将Sage模型的计算结果与该制冷机实验结果进行对比,初步验证了模型的准确性,并重点计算分析高低压切换阀的孔径、时序对制冷机性能的影响。     

切换式脉管制冷机的性能分析

切换式脉管制冷机用于天然带压气源获取冷量，具有一定的优势。本文着重在理论数值分析上对其性能进行了研究，建立了切换式脉管制冷机的数学模型，对制冷机内部过程进行了数值模拟计算，并用实验验证数值分析的可靠性，计算结果揭主要结构参数和操作参数同性能指标的关系，理论数值分析的切换式脉管制冷机的进一步结构优化提供了具有重要的参考价值的依据。     

GM型单级脉管制冷机的热力性能实验研究

对ＧＭ型单级脉管制冷机进行了详尽的实验研究，获得了有关结构参数和循环参数对该制冷机性能的影响规律，并进行了讨论。实验结果对进一步探讨管制冷机的机理和推进实用化进程提供了有益的基础。     

基于线性压机驱动的高频同轴脉管制冷机研究

介绍了基于线性压机驱动的高频同轴脉管制冷机的特点及同轴脉管制冷机与线性压机匹配时的设计思路,通过数值计算模拟了同轴脉管制冷机制冷性能和动态参数的关系。搭建了脉管制冷机试验台并介绍了测试系统的组成,最后对所设计的高频同轴脉管制冷机进行了初步试验研究。试验结果对进一步改进脉管制冷机的设计提供了有益的参考。     

基于烟线技术的脉管制冷机流动可视化实验研究

脉管制冷机在低温部分没有运动部件,具有振动低、寿命长等突出优点,在空间技术、超导磁体冷却等方面应用广泛。但是脉管制冷机工作机理复杂,内部为交变流动,很多参数难以测量。常规方法无法显示实验过程中制冷机内部气体的流动情况,给学生理解脉管制冷机原理和工作特性带来了困难。基于烟线技术的可视化实验,可以直观地反映脉管制冷机内部气体的流场,能够直接观察制冷机运行时内部气体的流动情况。     

液化天然气温区大功率脉管制冷机模拟及实验研究

大功率脉管制冷机有望满足小型液化天然气装置的各种需求,介绍了一台大功率脉管制冷机的优化及实验结果。模拟结果表明,采用0.03 mm丝径的300目丝网能提高脉管制冷机的制冷效率,在进行了两种回热器丝网规格的对比实验之后,验证了模拟结果,通过对制冷机冷端均流器进行改进,大大提高了脉管制冷机的性能。实验结果表明,在输入功为5 501 W时,于119.7 K下获得了500 W的制冷量,其比卡诺效率为13.7%。     

脉管制冷机冷端换热器的改进

为了进一步提高脉管制冷机在液氮温区（７７Ｋ）的制冷量,本文对脉管冷端换热器进行了改进,同时还对脉管冷端气流的平均温度进行了测量。实验结果表明,常规脉管制冷机冷端换热器中的换热面积是不足的,脉管制冷机冷端换热器的传热损失较大,在设计计算中不应忽视。采用高目数的换热器填料有利于降低脉管冷端壁面与冷端气体之间的温差,从而提高冷端换热器效率,进而提高液氮温区脉管制冷机效率。     

斯特林型脉管制冷机中惯性管的优化设计

介绍了斯特林型脉管制冷机中惯性管调相的原理和惯性管的传输线理论模型,给出了惯性管尺寸的优化计算方法.采用该方法对现有的脉管制冷机中惯性管的调相能力进行了模拟计算,研究了PV功、压比和气库容积等参数对最佳惯性管尺寸的影响,并与实验结果进行了对比,计算结果与实验结果符合较好.     

声功回收连管对脉管制冷机性能的影响

声功回收型脉管制冷机拥有更高的理论效率,其主要原因是回收了脉管热端的膨胀功。声功回收装置出口至压缩机出口之间的连管,对声功回收有着重要影响。通过理论分析,计算了连管阻抗对脉管制冷机性能的影响;建立了一维整机模型,通过改变连管结构参数,模拟了声功回收连管对脉管制冷机性能的影响,以及对回热器冷热端相位角的影响。研究发现,相同管径下连管越短,脉管制冷机性能越好。选择不同长度的连管进行了实验验证。结果表明,在相同的制冷能力下,随着声功回收连管长度的增加,压缩机输入的电功率明显增大。     

大功率单级脉管制冷机回热器性能模拟与实验

为了提高单级脉管制冷机在20 K-40 K温区的制冷量,对自行设计制作的1台单级G-M型脉管制冷机采用REGEN3.3进行了计算模拟,获得了铅丸直径选择、不同温区回热器材料最佳组合等结果。在此基础上,对该台单级脉管制冷机进行了试验,实验结果表明该脉管制冷机在20.6K和29.9 K可分别获得20 W和40 W的制冷量,输入功率为7.5 kW。     

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．     

脉管制冷机的最新进展

脉管制冷机由于具有结构简单、运转可靠、冷头振动小、寿命长、成本低等优势，近年来发展迅速。着重综述了脉管制冷机近期的最新进展，揭示了脉管制冷机的研究已开始走出实验室，向商业化、实用化方向发展     

气波制冷机等熵效率影响因素的实验研究

通过实验研究了气体分配器转速、振荡管长度与气体膨胀比等因素对气波制冷机等熵效率的影响,给出了影响曲线并进行了分析。同时,对强化振荡管传热、耦合脉管制冷结构等提高等熵效率的方法进行了实验研究。研究结果对改善气波制冷机的结构与性能具有指导意义。     

脉冲管制冷机蓄冷器中交变流动过程理论分析

建立了交变流动蓄冷器热力学模型,分析了蓄冷器中气体微团的热力学变化过程,经计算得出了一周期内总热量和压力波与质量流之间相位的关系,对蓄冷器在制冷系统中的作用提出了新的认识,并通过对脉冲管蓄冷器中交变流动热力学特性的分析,对比一典型的双向进气型脉冲管制冷机的实验测量结果,分析了双向进气环流产生的直流分量对蓄冷器的影响,对脉冲管双向进气产生的直流分量对脉冲管制冷性能的影响提出了新的解释。     

脉管制冷机工作过程数值模拟的Lax-Wendroff算法研究

提出将Lax—Wendroff数值方法应用于脉管制冷机气体流动和工作过程的数值模拟。分析了属于Lax—Wendroff数值方法类型、具有2阶精度格式、2阶段MacCormack算法及其相应的离散格式和算法组织。所进行的研究表明，将Lax-wen-droff算法类型应用于数值计算脉管制冷机工作过程所伴随的强烈热交换和流动损失现象的气体流动，可以获得很好的数值稳定性。     

热声热机的研究进展

对热声热机和热声脉管制冷机的发展历史和现状进行了较为全面的概述,重点阐述了热声热机和热声制冷机的理论、实验和数值仿真研究方法、研究成果,尤其对热声脉管制冷机的数值研究方法从一维数值到二维轴对称及三维数值研究模型进行较为系统的介绍。同时对热声热机的研究热点、研究方法、研究方向进行了预测,并对热声热机的三个发展方向:太阳能利用和余热利用、热声制冷系统微型化、热声驱动脉管制冷作了简要的介绍。     

高频微型脉冲管制冷机的数值研究

利用数值方法模拟了高频微型同轴脉冲管制冷机内部气流交变流动和换热过程。给出了小孔型，双向进气型和多路旁通型脉冲管制冷机内部气流动态参数的瞬态变化。分析了各动态参数变化对制冷机整机性能的影响。     

脉管制冷机小孔阀门的流量测量

脉管制冷机中各小孔阀门的开度是一个重要的操作参数，它是影响制冷机性能的关键参数之一。介绍了不同开度下，不同压力时小孔阀门流量方法和结果，由此可指导实验，并尝试用毛细管来替代各小孔阀门的可能性。