脉管制冷机配气装置的改进

介绍了采用定时器及计算机实时控制脉管制冷机进排气的两种实验装置，实现了脉管制冷机压力波频率的无级调节，并可灵活地调整占空比及压力波的相位差．进而，采用定时器控制装置对自行研制的双向进气型脉管制冷机进行进排气控制，获得了４１Ｋ的无负荷制冷温度．     

G-M型脉管制冷机电磁阀和旋转阀配气系统的比较实验研究

配气系统作为G-M型低温制冷机的重要部件,对制冷性能有较大影响.基于1台自行研制的单级G-M型脉管制冷机,对其电磁阀配气系统和旋转阀配气系统进行了比较实验研究,重点研究了频率、时序对制冷性能的影响.实验结果表明,增大电磁阀通道数目可以在一定程度上提高压比从而提高制冷性能,但其在制冷性能方面与旋转阀相比仍存在差距.从电磁阀和旋转阀结构方面探讨了造成性能差异的主要原因.     

脉管制冷机中脉管内的气柱位移分析

脉管在脉管制冷机中所起的作用,主要体现在热力学和动力学两方面。由热力学平衡计算可决定脉管制冷机的尺寸,但同时也要进行动力学上的匹配。着重利用Dr.deBoer的热力学分析方法对脉管内的气柱位移进行了定量计算 ,给出了计算结果 ,并进行了讨论     

脉管制冷机:原理、近期进展及展望

在低温区无运动部件的低温制冷机有许多益处：基本结构中不再需要液氮池低温保持器，降低价格，提高可靠性，机械振动少磁场的干扰少。最近几年，这种低温制冷机得到了飞速的发展，特别是关于脉管制冷的领域。本文给出了这个领域中近期的进展情况。最后，还讨论了这些进展对对将来的低温研究、应用等所带来的影响。     

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。     

脉管制冷机的分类

近１０年中，相移器的不断改进促进了脉管制冷技术的发展。相移器可以是第二进气口、热端膨胀活塞、四阀机构、主动气库、声阻管、内调相装置，或是第二小孔。为了满足多科应用要求，以其工作频率进行分类是选择脉管制冷机的一个好方法。论述了脉管制冷机的工作频率范围及其各种相移器的性能。１　前　言近１０年来，脉管制冷机（ＰＴＣ）研究取得了巨大进展，目前已经能够提供与其它低温制冷机，如斯特林制冷机、Ｇ—Ｍ制冷机等相当的制冷温度范围。单级脉管制冷机获得的最低制冷温度已接近２０Ｋ，而多级脉管制冷机的温度已低至２Ｋ。Ｒａ…     

脉管制冷机的性能特征

为了研究脉管制冷机的性能特征，本研究课题业已完成了多项实验。结果发现，瞬态或起动期间的冷却时间ｔｃ由脉管壁时间常数τｐｔ所控制，且基本型脉管（ＢＰＴ）制冷机的动态特性可作为一阶系统处理。在稳态运行中，已发现冷端温度ＴＬ随τＰｔ而变化，并且冷负荷ＱＬ随τｐｔ增大而单值增大。这表明，由气体从冷端至热端所泵送的热量随ｈｐｔ的下降而增大（即气体与壁之间的能量交换较小）。从而表明，脉管壁的储热或放热过程对ＢＰＴ制冷机的性能具有消极的作用。还以实验方法发现，脉管内气体的压缩／膨胀过程可以说明ＢＰＴ制冷机的性能，这些过程类似于布雷顿循环，不过介于等温和绝热过程之间。本文实验还表明，脉管制冷机在瞬态和稳态的性能主要地是由脉管壁时间常数τｐｔ，所控制。     

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。     

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     

液氦温区脉管制冷机的频率特性

着重研究了操作频率对液氦温区脉管制冷机性能的影响,在实验和分析的基础上,明确了制冷温度、制冷量、制冷效率与工作效率之间的关系,并与4K G－M制冷机的情况进行比较,得出了一些有益的结论。通过频率优化,脉管制冷性能得以较大提高。在初步试验中,分别在1．2Hz和1．1Hz获得了30W@70K,500mW@4.2K以及20W@65K,590mW@4.2K的制冷量。同时还给出了脉管制冷湿度稳定性的测试结果。试验结果表明,研制的脉管制冷机温度波动均小于同类商品型4K GM制冷机及脉管制冷机。     

二级脉管制冷机的实验研究

介绍了自行研制的二级脉管制冷机的基本结构。该机引入了新颖的第二小孔调相器，采用有阀压机驱动，通过自行研制的时序控制器和电磁阀由计算机进行实时控制，初步试验结果表明第一级和第二级的最后制冷温度分别为５８Ｋ和１１．３Ｋ。     

热声驱动脉管制冷机的实验研究

采用热声压缩机驱动脉管制冷机,使彻底消除低温制冷机中的运动部件成为可能。作者研制了热声驱动脉管制冷机实验台,着重研究了加热温度,平均工作压力,小孔开度等主要因素对制冷机性能的影响。初步实验中,以氮作工质,获得了－３８．７℃的无负荷制冷温度,最大温降达５４．７℃。此外,还指出了进一步的改进方向,具有一定参考价值。     

脉管制冷机污染试验研究

通过强化加速试验,从运行时间、加热烘烤温度、自由气体污染和约束气体污染等方面研究了工质气体污染对脉管制冷机制冷性能的影响,试验结果表明,脉管制冷机在工作时,污染物在回热器内的重新分布以及污染回热材料是脉管制冷机产生污染效应的主要因素。结合传热及流阻等理论对试验结果进行了机理分析,其试验结论有助于脉管制冷机的空间工程化应用。     

用差分法对切换式脉管制冷机进行性能计算

采用差分法对切换式脉管制冷机进行了数值分析和方程推导，同时进行了模拟计算，指出这种传统机型不能达到较低制冷温度的根源，也获得了重要参数如工作频率等具有局部最优值这一重要结论。     

热耦合二级Stirling型脉管制冷机的性能研究

建立热耦合二级Stirling型脉管制冷机实验装置.通过实验,系统研究了交变流动工质的工作频率和平均工作压力对热耦合二级Stirling型脉管制冷机性能的影响,详细报道并分析讨论了实验结果.以氦气作为工质,在优化工作频率和平均工作压力条件下,热耦合二级Stirling型脉管制冷机获得了13.52 K的无负荷制冷温度.     

高性能低温制冷机--脉管制冷机研究进展

回顾了自20世纪60年代中期至今脉管制冷机的发展历史，探讨了促使脉管制冷机从实验阶段发展成为当前最高效低温制冷的各种因素，阐述了不同形式脉管及热声制冷机的工作机理，简要介绍了近年来为减少不同组件的各种损失，从而提高其效率所作的一些改进。列举了脉管制冷机还存在的主要问题和部分应用例子。目前，脉管制冷机在80K温区的效率已经达到了卡诺效率的20％，并且获得了2K的最低制冷温度。     

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。