混合填充式回热器单级脉管制冷机性能研究

回热器为回热式低温制冷机的关键部件,其性能对系统的影响甚大。为探索回热器内金属丝网混合填充对回热器性能的影响,文章基于回热器模拟软件REGEN3.3仿真结果的基础上,制作了单级脉管制冷装置,采用#300SS,#400SS和#500SS的金属丝网混填了四组回热器,并在不同输入功率下进行了系统制冷性能实验。实验结果表明,较之低目数丝网填充的回热器制冷机,采用高目数丝网填充的回热器制冷机性能较优;在回热器热端填充低目数,冷端填充高目数的丝网,可提高回热器冷端压比,提高整机制冷性能。     

热端温度对直线型脉冲管制冷机的影响分析

基于一台单级直线型脉冲管制冷机,研究分析了热端温度变化对制冷机性能的影响关系.建立了一维数值模型,分析了高频脉冲管制冷机内部相关热力学参数随热端温度变化的关系,从而揭示了热端温度变化影响整机性能的作用机理.最后通过实验数据和模拟值的比较研究,验证了模型的准确性.     

单直线压缩机驱动双脉管冷指的实验研究

为了在不同位置获得不同的制冷性能,设计了一台线性对置压缩机驱动两台同轴型脉管冷指的实验方案并搭建了试验台.通过实验研究两台脉管制冷机耦合的制冷性能.实验结果显示:两台设计相同的脉管冷指性能不同,经过耦合后制冷性能差异更大,可同时达到1.79 W@60 K和1.384 W@60 K制冷量.     

高温区大冷量脉管制冷机优化设计与实验特性

设计了一台名义制冷量为50 W/170 K的大冷量脉管制冷机,采用对置活塞式动磁线性压缩机驱动,冷指的蓄冷器和脉管部件为同轴布置,采用惯性管-气库组合的被动调相机构。根据电磁-机械-声耦合场原理,建立了脉管制冷机动力学模型,对负载下的压缩机特性进行了动态仿真。为达到整机的谐振状态,对压缩机质量-弹簧系统进行了调整。整机质量(不含电控部分)小于12 kg。在230 W输入电功下,能够获得50 W/170 K的制冷性能,电机效率92.7%,整机比卡诺效率16.5%。150～200 K温区范围内制冷机比功(输入电功/制冷量)小于5W/W,额定输入功下,200 K温区能够获得90 W的最大制冷量,该制冷机可以用于航天大型红外焦平面阵列的冷却,同时为-60～-20℃制冷温区的商业低温冰箱低温冷源的选择提供了参考。     

线性压缩机研究进展

为了推进斯特林/脉管制冷机技术的发展,针对其动力驱动设备——线性压缩机进行了综述.简要地回顾了线性压缩机的发展历程,结合国内外主要研究单位的发展和近年来的文献,介绍了线性压缩机的最新研究进展,并对线性压缩机支撑技术、间隙密封技术的发展进行了重点论述.分析并给出了线性压缩机的发展方向:动磁式结构是大功率型线性压缩机的首选...     

丙纶填充式回热器单级脉管制冷机性能研究

采用丙纶纤维作为回热器新型填充介质,对单级脉管制冷机进行了试验研究。对丙纶微尺度空间结构及物理性能进行了分析,基于充气压力分别为3.5、3.0、2.8、2.5、2.0、1.5 MPa的工况下,进行了降温性能、频率性能、制冷性能试验,获取了最低制冷温度,最佳工作频率及最大比卡诺效率。研究结果表明,充气压力对丙纶填充回热器的制冷机整体性能影响较大,工作频率的影响不是很明显。最终获得了最大比卡诺效率9.46%@170 K/10.06 W/77 W,最大制冷量为5.47 W@120 K/2.5 MPa,12.02 W@150 K/3.0 MPa,16.49 W@170 K/3.0 MPa,并获得了96.4 K的最低制冷温度。     

空间用3 W@80 K脉冲管制冷机实验研究

为冷却某空间用红外探测器,研制了一台斯特林型脉冲管制冷机。该制冷机为单级同轴型结构,整机重量4.5 kg,设计寿命5年。系统介绍了脉冲管制冷机系统结构及实验装置,测试了制冷机性能及其与杜瓦耦合后的降温特性曲线,实验结果表明,脉冲管制冷机在80 K可提供0—3 W制冷量,比卡诺效率11%,其制冷量可充分满足杜瓦组件的低温和长寿命的工程需求。     

惯性管盘绕方式对脉管制冷机性能的影响

为了研究惯性管盘绕方式对脉管制冷机性能的影响,揭示不同盘绕结构时惯性管调相能力及制冷机性能变化规律,为实际应用提供必要的实验数据或理论支持,结合湍流因素影响,计算了不同盘绕惯性管的压降损失,分析对调相能力的影响。研究发现,绕圈数越多,压降越大,惯性管调相能力越小。最后,选用了不同盘绕方式的惯性管进行了实验研究,实验结果显示随着惯性管盘绕圈数增加,压缩机效率略微减小,相同冷量下制冷机输入功率显著增大。对惯性管型脉管制冷机盘管方式的实际应用具有重要指导意义。     

脉冲管制冷机混合填充式蓄冷器的实验研究

基于脉冲管制冷机蓄冷器结构,提出了#400不锈钢丝网以及其与#300和#500组合而成的混合式蓄冷器填充方式.通过构建一单级分体式脉冲管制冷机测试平台,将#400及混合目数丝网分别填充至制冷机蓄冷器内进行整机实验,实验结果验证了低温制冷机蓄冷器冷热端分别填充高低目数丝网,可提高制冷机性能,是一种有效的蓄冷器优化方法.     

基于DeltaE程序的双段惯性管相位特性研究

对双段惯性管的相位特性进行了系统的研究,通过实验验证DeltaE模拟准确性,进而对双段惯性管结构尺寸及运行参数进行模拟计算。结果表明,运行参数一定时,第二段惯性管尺寸变化对入口相位角影响较大,惯性管入口声功随着管长减小以及内径的增大而增大;结构尺寸一定时,入口相位角随充气压力以及频率增大而增大。声功随频率减小而增大,受充气压力及管长共同影响。