采用二元混合工质的脉管制冷机实验研究

首次在８０Ｋ温区脉管制冷机中采用混合工质进行了实验研究,实验结果表明,在其它运行参数不变的情况下,在氦氢二元混合工质中,当氢的摩尔浓度为２０％时,可获得比纯质氦高的制冷量。     

氦氢混合工质G-M单级脉管制冷机性能研究

对G-M型单级脉管制冷机采用氦氢混合工质在30 K温区进行实验研究,从制冷量、COP、压降特性、压缩机耗功、制冷温度的稳定性等方面进行了讨论和分析,同时给出了在最优状态下加载热负荷的温度变化情况.实验结果表明,采用适当配比的氦氢混合工质有助于提高脉管制冷性能.     

二元混合工质脉管制冷特性研究

从制冷工质角度，在理论上分析了采用混合工质代替纯质氦以提高脉管制冷机在８０Ｋ温区制冷性能的可能性。初步的分析得到了两组二元混合工质对，一组在８０Ｋ温区附近依旧保持气态，如氦－氖，氦，－氢，氢－氖，另一组在８０Ｋ温区附近处于气液两相，如氦－氮，氢－氮，氖－氮，其中，氮气的摩尔组分小于１０Ｔ。     

混合工质在脉管制冷中应用初探

为了探讨混合工质在脉管制冷机中应用的可行性,选取氦气和氢气混合物作为工质,对一台小孔型脉管制冷机进行了数值模拟分析。结果发现,脉管制冷机的性能与其工质的热物性有很大关系。通过调整混合工质的配比,改变工质的物性,使其在混合工质最佳配比下工作,对于改进制冷机的性能,提高制冷量和制冷系数等都是有益处的。     

氢氦混合工质脉管制冷性能研究

由于氢气具有优越的传热和流动特性,有望减少脉管制冷机回热器的流动和传热损失,从而可获得高于纯氦工质的制冷性能.从氢组分对循环热力学性能、流体流动与传热性能等因素的影响角度出发,开展了氢-氦混合工质脉管制冷性能研究,并在30 K温区进行了实验验证,获得了比纯氦更好的制冷性能.     

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。     

小型混合工质J-T制冷机

报道了节流制冷机工作的一般原理和发展状况,对节流装置和节流换热器的研究动态作了较详细的介绍,综述了混合物作为节流工质大大提高了制冷机的热力性能,得出了一些有益的结论并提出了需进一步研究的问题。     

多元混合工质制冷机的应用

叙述了多元混合工质制冷机的进展、结构特点、制冷循环流程，介绍了这种制冷机目前的应用及开发领域。     

混合工质脉管制冷的热力学性能预测

提出了用于预测混合工质脉管制冷热力学性能的改进型Brayton制冷循环,建立了制冷系统制冷量和制冷系数COP的理论表达式。在对多种低温流体的预测计算的基础上,提出了具有应用潜力的混合工质对。计算结果表明,如果用10%氮与90%氦的混合工质对代替纯氦,脉管制冷机在80K温度下的制冷系数和制冷量分别可以提高9.5%和6.7%。此外还讨论了其它可能用于80K温区脉管制冷的混合工质对,如氢-氦、氩-氦、氖-氦混合物等。     

80K脉管制冷机惯性管调相机理及优化研究

液氮温区脉冲管制冷机在高温超导等领域的应用越来越广泛。基于热声理论,本文采用Delta EC软件对纯惯性管及惯性管加气库的调相能力进行模拟研究,建立了80 K温区制冷机整机数值模型,分析了不同惯性管及气库组合方式对制冷机性能的影响。结果表明:纯惯性管结构和单段惯性管加气库两种方式可以达到较为接近的调相能力,采用双段惯性管接气库方式可以提高制冷机性能,最低温度可以达到48.8 K。最后搭建制冷机整机性能测试实验台对模拟结果进行了验证。     

无阀脉管制冷机的实验研究

采用直流电机驱动的无阀压缩机，在双向气型脉管制冷机上取得了４６．８Ｋ的无负荷制冷温度，对脉管制冷机的压力波进行了测试。在分析回热损失，脉管与回热器相位差等方面获得了一些有益的结果。     

脉冲管制冷机的程序模拟及验证

为了适应脉冲管制冷朵实用化设计的需要。在热力学非对称理论的基础上，利用拉格朗日节点分析方法和有关回热器计算的经验公式，编制了一个可快速模拟和估算脉冲管制冷机性能的程序。     

谐振子耦合型热声驱动脉管制冷机研究

热声驱动脉管制冷机通常采用直接或者长管耦合的方式,但是因为耦合后的发动机和制冷机难以达到最佳的工作状态,耦合长管的损失也比较大,因此整体效率较低。本文提出一种热声驱动脉管制冷机结构,利用谐振子耦合热声发动机和脉管制冷机,能够显著减小声功传递损失,提升整机效率。全文针对在900 K加热温度、80 K空气液化温区下的热声驱动脉管制冷机展开理论研究,首先分析了谐振子耦合机理,并对谐振子参数进行了优化设计;其次,研究了加热温度、制冷温度和机械阻尼对系统性能影响;最后,将谐振子耦合型与长管耦合型两种方式的热声驱动制冷机进行了对比分析。结果表明:在平均压力为3MPa,加热温度为900 K,制冷温度为80 K时,谐振子耦合的热声驱动制冷机可获得整机22.5%的效率,而长管耦合的热声驱动脉管制冷机获得11.6%的效率。     

一种新型制冷装置——低温阀切换式脉冲管制冷机

首次提出了一种称为低温阀切换式脉冲管制冷机的新型制冷装置。它可适用于气体液休分离等需要较大制冷功率的应用场合。在该装置中，用普通热交换器取代了回热器，切换阀置于脉冲管冷端。对带低温切换阀的小孔气库型脉冲管的等熵膨胀效率的初步实验结果表明，其等熵效率可达４０％以上，显示了一定的应用前景，。     

脉管制冷机的等效P—V图

在脉管制冷机线性气流速度分析法的基础上，提出了一种新颖的脉管制冷机等效Ｐ－Ｖ图制作方法，该方法直观，简便，宜于使用。将该方法运用到小孔型及双向进气型脉管制冷机的分析，得出了一些有益的结论。     

室温磁工质与磁制冷机的研究和开发

室温磁制冷作为一种高能效、环境友好和运行可靠的制冷技术,具有广阔的应用前景。室温磁制冷技术利用磁工质的磁热效应以及AMR循环实现制冷。在过去数十年的探索中,室温磁制冷的研究主要集中于磁工质的研发和磁制冷机的设计。本文综述了目前已开发的几种典型的室温磁工质以及研制的磁制冷样机。目前研究较丰富的室温磁工质主要包括稀土金属Gd及其合金、NaZn₁₃型La(Fe, Si)₁₃系合金以及Fe₂P型MnFePAs系合金,本文对它们的磁热性能进行对比并分析存在的实际应用问题。基于运行方式的不同,目前研制的磁制冷样机主要分为往复式和旋转式,介绍了不同研究机构研发的磁制冷样机的实验参数与制冷性能。回顾了室温磁制冷技术在不同领域已取得的实际应用,并对该技术未来的发展趋势进行展望。     

脉管制冷机的线性气流速度分析法

在焓流理论的基础上提出脉管制冷机的线性气流速度分析法，该方法着重求解脉管内气流速度的幅值和相位，给出的公式简单，概念直观，计算量少。对基本型、小孔型和双向进气型脉管进行了分析，获得的结果与数值模拟结果相似，说明了这是一种行之有效的分析方法。