新型脉管制冷法

脉管制冷机由于具有结构简单、可靠性高、寿命长等优势，近年来发展迅速。本文综述了脉管制冷法的发展及其结构多样化的特点，采用数值模拟方法，分析了基本型、小孔型、双向进气型、多路旁通型、双活塞型和四阀型脉管制冷机的制冷机理。指出脉管制冷的关键在于脉管中气体压力和流速相位的匹配。     

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．     

4 K以下温区脉管制冷性能的改进

最新研究表明，采用陶瓷磁性回热材料GdAlO3（GAP）可以大大提高4K以下温区脉管制冷机的制冷量和制冷系数（COP）。在压缩机输入功率约为4.8kW的条件下，采用GAP的二级双向进气型脉管制冷机在2.8K，3.13K,3.70K分别获得了200mW，300mW和400mW制冷量，与采用HoCu2及ErNi的二级脉管制冷机相比，该制冷机在3.0K附近的制冷量增幅高达150%。     

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。     

氦氢混合工质单级GM型脉管制冷特性实验研究

针对80K温区，在一台单级GM型脉管制冷机中进行了氦氢二元混合工质的实验研究。实验结果表明，采用一定组分的氦氢混合工质可以提高脉管制冷机的制冷性能。     

斯特林制冷机的制冷系数与制冷率间的关系

从热量交换和循环运行两个力面研究了时间对斯特林制冷机的影响;推导出制冷率与制冷系数之间的关系,并且分析了各种因素对这一关系的影响。还对斯特林制冷机进行了有限时间热力学分析,以求在理论与应用的结合方面前进一步。     

脉管制冷机研究进展

回顾了脉管制冷的发展简史，总结了最近１０年脉管制冷研究取得的突出成就及其水平，叙述了相移原理对了解脉管制冷机理及强化制冷效应的作用，指出了脉管制冷机发展的方向。有阀脉管制冷机有可能取代常规Ｇ－Ｍ制冷机，无阀脉管制冷机将成为空间用斯特林制冷机的竞争对手。最后讨论了可达到液氦温度的多级脉管制冷机的级联方法及相关的若干重要问题。     

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。     

斯特林制冷机的制冷率与制冷系数的关系

在文献〔１〕的基础上，考虑了回热过程中的不可逆因素。并由此导出了既考虑等温换热过程中的不可逆因素，又考虑等容回热过程中的不可逆因素，同时还考虑循环运动情况下的斯特林制冷机的制冷率与制冷系数间的关系。     

氦氮二元混合工质脉管制冷特性实验

进行了氦氮二元混合工质在单级脉管制冷机中的实验研究。实验结果表明,氮组分在３％￣２５％范围内的氦氮混合工质都可以提高脉管市冷机的制冷性能,实验中观察到了氦氮混合工质在制冷过程中存在气－液相变和液－固相变温度,并得到氮组分在其三相点附近的温度平台。     

主动调相型脉管制冷机数值模拟与实验研究

设计了一台主动调相型斯特林脉管制冷机,采用线性压缩机作为脉管制冷机主动调相控制器(APC),连接于冷指热端出口。通过控制调相压缩机与驱动压缩机(PWG)间的位移相位角实现主动调相,从而调节质量流和压力波之间的相位关系,优化制冷性能。利用模拟软件进行数值模拟并进行实验研究。研究结果表明,定输入功下APC与PWG位移相位角为-110°及扫气容积比(PWG扫气容积/APC扫气容积)2.98时,无负载制冷温度最低,同时比卡诺效率最高,能够达到原惯性管型脉管制冷机同样的效率。     

空间低温工程技术

综述国际上特别是美国的空间低温工程技术的最新技术进展，重点分析了超流氦，斯特林制冷机及脉管制冷机在空间中的应用现状及前景。     

Experimental results on V-M type pulse tube refrigerator

This article mainly introduces experimental results on a new type pulse tube refrigerator named as V-M type pulse tube refrigerator. The main difference from Stirling type or G-M type pulse tube refrigerator is that thermal compressor similar to that of a V-M cryocooler is used instead of mechanical compressor. By using temperature difference between room temperature and liquid nitrogen, pressure wave with high to low pressure ratio around 1.2 is obtained. This pressure wave is used to generate cooling effect at the cold end. With a 20 K pre-cooler, this machine reaches lowest temperature 5.25 K by using helium⁴ at 0.77 Hz, 19 bar charge pressure. DC flow plays an important role in our system. It not only influences the final obtainable lowest temperature, but also is used to increase cold end cool-down speed. Total volume of the V-M type pulse tube refrigerator is around 3.3 l. However, dead volume inside rotor housing occupies about 2.8 l and can be much reduced.     

斯特林制冷机用于冰箱技术的发展优势

相对于常用的蒸汽压缩节流制冷冰箱系统,采用逆向斯特林循环自由活塞斯特林制冷机的新型冰箱具有高效率采用"绿色"制冷剂制冷温区广启动电流低制冷量易控等特点,在环保及节能方面具有明显的优势.论文结合自由活塞式斯特林制冷机自身特点,分析其用于小容量家用冰箱以及低温冷柜的优越性;介绍了国外斯特林冰箱的研究进展;展望了这种极具潜力的冰箱制冷系统在我国的发展前景.     

两级脉冲管制冷机穿梭和泵气热损失计算分析

脉冲管制冷机以空管取代了G-M和斯特林型制冷机中的冷端活塞,分析了由这种特点和交变流动引起的两级脉冲管制冷机的穿梭热损失和泵气热损失,以及损失的来源,并进行了详细的定量计算。     

Experimental research of Stirling type pulse tube refrigerator with an active phase control

A Stirling type pulse tube refrigerator with an active phase control has been experimentally investigated. A phase shifter, which controls the phase angle between the mass flow and the pressure inside a pulse tube, plays a key roll in the performance of pulse tube refrigerators. In this study, an electrically driven and mechanically damped linear compressor, which is directly connected at the warm end of the pulse tube using a connecting tube, is used as the active phase controller (APC). Therefore, this active phase control pulse tube refrigerator (APCPTR) has no reservoir. Amplified electric signals of a function generator are supplied to both the main linear compressor, which is used as the pressure wave generator (PWG), and the APC. The type of these two linear compressors is a dual-opposed piston. The advantage of this phase sifter is easy to control the electric input power and the phase angle between the PWG and the APC. In order to clarify the characteristics of the APCPTR, the cold end temperature and the gas pressure have been measured.     

声功回收型脉管制冷机的分析与研究

对所有的回热式低温制冷机,压力小与质量流之间的相位控制是达到制冷效果的关键。在斯特林制冷机中,这一相位是由压缩活塞和冷头排出器的相对运动来提供来;而在脉管制冷机中,这一相角是由构成脉管制冷机的各个部件：回热器、换热器、脉管、小孔,气库,连管等在几何空间上的合理拓扑结构来实现达到适宜的热声网络阻抗,从而最终实现压力波与质量流之间的适配相角。脉管制冷机的这一结构上的简化及由此带来的寿命长,可靠性高等优     

A numerical method of regenerator

A numerical method for regenerators is introduced in this paper. It is not only suitable for the regenerators in cryocoolers and Stirling engines, but also suitable for the stacks in acoustic engines and the pulse tubes in pulse tube refrigerators. The numerical model is one dimensional periodic unsteady flow model. The numerical method is based on the control volume concept with the implicitly solve method. The iteration acceleration method, which considers the one-dimensional periodic unsteady problem as the steady two-dimensional problem, is used for decreasing the calculation time. By this method, the regenerator in an inertance tube pulse tube refrigerator was simulated. The result is useful for understanding how the inefficiency of the regenerator changes with the inertance effect.