斯特林微型低温制冷机研制动向

众所周知,斯特林机可用作制冷机、热泵及发电设备。罗伯特·斯特林最早发明一了发电装置,在不到20年的时间里,1834年约翰·赫谢尔在给科学协会的信中,首先提出用斯特林逆循环制冰的设想。这种设想要付诸实践鲜为人知,但人们认为这是不可能的。事过30年以后,大约在1861年,亚历山大·柯克制成了一台闻名遐迩的斯特林制冷机。     

影响斯特林制冷机性能因素的理论分析

本文以3LY-0．8/194型制冷机为例,综合采用等温模型和绝热气缸模型,对影响斯特林制冷机性能的各因素进行了详细分析,具有实用的指导意义。图5表9参15。     

斯特林制冷机的最佳Yong输出率

研究导 回热损失对斯特林制冷机Ｙｏｎｇ优化性能的影响，导出制同的最佳Ｙｏｎｇ输出率与制冷系数以及与制冷率间的关系。由此揭示了斯特林制冷机Ｙｏｎｇ优化性能的主要特征，并与制冷优化性能作了比较，获得一些对实际制冷机有指导意义的新结论。     

微型整体式斯特林制冷机研制

介绍了我所独立开发研制的一种微型整体式斯特林制冷机的热力学设计过程及试验结果。这种制冷机结构紧凑、体积小、重量轻、成本低、使用方便，是军民两用市场上用途广泛的一种经济型机型。     

热力驱动斯特林低温制冷机

我们感到需要一种大冷量(在110K时有数千瓦)的热力驱动的低温制冷机。其一种用途是作为天然气(甲烷)液汜器，并由一部分要液化的气体燃烧来驱动。     

工质和回热器参数对斯特林制冷机性能影响的研究

针对斯特林制冷机在环保、节能、结构紧凑等方面的优点,建立了一种应用于制冷温区(即:家用和商用冰箱领域,温度在173K～283K的范围)的整体式斯特林制冷机.并对其进行了不同工质(分别采用的氮气和氦气)和四种不同的回热器结构参数(文中表2)对整机性能影响的研究.研究结果表明:整体式斯特林循环制冷机应用于制冷温区时,各种结构间存在着最优匹配.四种回热器结构中结构3的系统整机性能最优.在最优匹配的结构中,不同工质氮气和氦气的最佳充气压力和制冷性能有所不同,在结构3中以氮气和氦气为工质的最佳充气压力分别为IMPa和1.3MPa,而制冷量和COP与转速的最优关系区域分别是:氮气为500～700r/min,氦气为800～1000r/min.     

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．     

斯特林制冷机的性能分析

对《关于“最大制冷系数时斯特林制冷机的制冷率”》一文中的错误进行了分析，并在文献[1][3]的基础上导出了斯特林特冷机的制冷率与制冷系数间的关系。     

斯特林制冷机的热力性能

分析了文献中所存在的问题，并在文献的基础上研究了斯特林制冷机的热力性能。     

气动型斯特林制冷机气动腔气体热力迟滞行为特性的理论分析

近年来，气体驱动斯特林制冷机在此重量、可靠性，振动和噪声等方面得到提高，在红外技术和超导电子学等领域具有诱人的应用前景，其研究工作一直是低温领域的一个热点，首先简要描述了气动型斯特林制冷机气动腔内气体热力迟滞行为特性，其次主要理论推导该部分气体热力迟滞行为特性造成的损失，并且给出了一个计算机仿真结果说明该项损失对制冷机性能的影响。本文对更为逼真地仿真微型气动斯特林制冷机的热动力特性行为提供了有力支撑。     

Design guidelines for large Stirling cryocoolers

A simplified design guideline for the refrigerating capacity of Stirling cryocoolers is presented.     

空间斯特林制冷机失效分析

针对空间用的"牛津型"斯特林制冷机的结构特点,对其早期失效模式和正常失效模式等主要失效模式进行了较深入分析,提出了改进措施.通过结构设计、工艺等改进,可以消除早期失效模式、延长正常失效的时间.     

The thermodynamic characteristics of a Stirling/pulse tube hybrid cryocooler

A Stirling/pulse tube hybrid cryocooler (SPC), comprised of a Stirling cryocooler as the first stage and a pulse tube cryocooler as the second stage, features the ability of shifting cooling capacity between stages by adjusting the movement of the displacer in the first stage. Such an ability allows an SPC to accommodate itself to time-varying heat loads at different temperatures, which makes it a competitive candidate in space applications. However, due to the gas coupling, there exists a significant mutual effect between stages which endows an SPC with special thermodynamic characteristics and has a significant effect on the SPC’s capability of shifting cooling capacity between stages. With the phasor analysis and the thermodynamic analysis, this paper establishes an idealized model of an SPC. The model is then used to study the effect of the second stage on the first stage and reveal the condition that an SPC is able to shift cooling capacity between stages. Also, the model is compared with a Sage numerical model and the two models are consistent on the overall trend. Though it is unable to reflect reality precisely, the idealized model can interpret the mechanism and highlight some of the essential nature of an SPC, which will eventually benefit the appropriate design of an SPC.     

双级斯特林制冷机热力分析

基于热力学第一定律,分析了双级斯特林制冷机两级之间冷量分配的关系式,以及冷量与压缩机功耗之间的关系.通过商业计算软件,对制冷机内部能量流进行模拟计算,结合实例定量给出制冷机各部分的损失.     

分置式牛津型斯特林制冷机的数值分析与实验验证

对分置式牛津型斯特林制冷机进行了数值计算 ,介绍了计算模型考虑到的众多不可逆因素。通过对计算结果与实验结果的对比 ,验证了本文数值计算的准确性 ,说明本文计算模型与数值处理方法是切实可行的     

牛津型斯特林制冷机动态模拟及实验验证

建立了模拟单级牛津型特林制冷机的动态特性的数学模型，该模型考虑了压差损失，传热损失等许多实际因素的影响，运用数值方法对其控制方法进行了求解，计算结果非常接近实验结果。     

牛津型斯特林制冷机的动力特性分析

为了提高牛津型斯特林制冷机的制冷效率,提出了一种应用数值软件进行动力特性研究的方法。总结分析了压缩机、膨胀机的板弹簧刚度和活塞质量,充气压力,膨胀机位移相位角,膨胀机活塞行程以及制冷温度对制冷机动力特性的影响规律。优化了制冷机的动力系统,实验验证了该方法的可行性。研究结果表明,优化后制冷机的压缩机电机效率和整机效率均有所提高。     

空间斯特林制冷机的可靠性筛选

介绍了中国国内空间斯特林制冷机的早期失效模式及其对应的筛选试验方法,研究了长寿命制冷机的寿命筛选方法,采用温度循环为模拟应力,试验内容包括两部分:制冷机的开关机试验和连续工作试验,总试验时间约500 h.按照给定的筛选程序,可在短期内发现制冷机内部潜在的薄弱环节,诱发其早期失效,剔除不良产品,经过筛选之后的制冷机可有一个长期稳定的工作期,从而提高了制冷机的使用可靠性,推动了自研制冷机在空间任务中的应用.     

斯特林制冷机的自寻优前馈振动控制

研究采用自寻优前馈方案实现斯特林制冷机的主动减振。斯特林制冷机是提供空间大制冷量的最佳手段。从减轻重量、减小体积和功耗的角度出发,提出了一种基于前馈控制的主动减振方案,用直线电机推动一个质量平衡块以抑制制冷机的振动,并设计了控制器参数的在线自寻优算法,实现整套系统的全自动运行。该减振系统的控制算法由DSP实现,将制冷机的基频振动水平降低到原来的2.87%。