液氦温区双小孔型二级脉管制冷机的改进实验

介绍了自行研制的二级双小孔型脉管制冷机的基本结构,着重分析了第二小孔,结构参数冷机性能的影响,指出了进一步改进的方向,经反复实验,采用双小孔结构的二级脉管制冷机第一、二级最低制冷温度分别达到４６Ｋ和３．０Ｋ。     

液氦温区双向进气型脉管制冷机的绝热模型

在考虑２０Ｋ以下温区氦流体热物性特点的基础上，本文建立了液氦温区脉管制冷机的经热模型，用以研究液氦温区双向进气型脉管制冷机的动态工作过程及其制冷机理，为开展液氦温区多级脉管制冷机的实验研究提供了理论依据。     

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。     

分离型二级脉管制冷机的实验研究--Ⅱ:液氦温区二级脉管制冷机

研制1台新型液氦温区分离型二级脉管制冷机,该制冷机由2台独立的脉管制冷机组成,一级回热器冷端和二级回热器中部通过热桥相连,从根本上弥补了传统直接耦合型多级脉管制冷机级间干扰的不足.采用双压缩机双旋转阀驱动该二级脉管制冷机,第二级最低温度达到了2.5 K,在4.2 K下有508 mW制冷量,同时一级在37.5 K有15 W制冷量.第二级充气压力由1.7 MPa增大到1.85 MPa,制冷机在4.2 K下的制冷量可以达到590 mW.为了能简化结构、扩大应用,提出采用单压缩机单旋转阀驱动该分离型脉管制冷机,达到了相同的制冷性能.     

液氦温区二级脉管制冷机的制作与调试

介绍了自行研制的双小孔型二级脉管制冷机的制作工艺及调试方法，并指出实验过程中必须注意的事项。用该脉管制冷机已获得液氦温度，第二级制冷温度为３．１Ｋ。     

DC流对液氦温区斯特林型脉管制冷机的影响

理论研究表明DC流(Direct Current flow)存在于大多数双向进气结构的脉管制冷机中。开展了10 K以下多级斯特林脉管的实验研究,考察了在液氦温区斯特林脉管内直流流动对制冷机性能影响的规律。在采用双向进气结构对DC流流向及流量适当控制时,制冷机性能得到明显提升,在8—7 K温区适当的DC流下冷端由7.42 K降低至7.16 K。     

液氦温区脉管制冷机的优化实验

研制了一台用作德国国家标准局 (PTB)约瑟夫森效应 (JosephsonEf fect) 1V电压标准冷却系统的二级脉管制冷机。其设计要求在 4 2K提供 1 0 0mW左右制冷量 ,并同时冷却 70K左右的冷屏。采用额定功率为 1 8kW的氦压缩机驱动脉管制冷机 ,在不同制冷量负荷条件下分别对其进行了优化。初步实验结果表明 ,在输入功率 1 8kW的情况下 ,该制冷机最低制冷温度达 2 8K ,4 2K制冷量最大达 1 90mW ,制冷系数达 1 0 6× 1 0 4,火用效率最高达 1 1 3% ,可以充分满足冷却电压标准芯片的需要。此外 ,还与用 6kW压缩机驱动同一制冷机的实验结果进行了比较。     

新型的三级脉管制冷机

介绍了日本研制成功的一种新型三级脉管制冷机。它可以提高制冷机的性能并简化结构。为了减少回热器及脉管的损耗，研制了一种能从室温到液氦温度下工作的脉管。这台脉管制冷机己获得３．６Ｋ的低温，４．９Ｋ时的制冷量为１１９ｍＷ。     

液氦温区二级脉管制冷机的试验研究

本文提出了脉管制冷机的一种新的调相机构——双小孔结构,分析了双小孔的工作机理。根据这一相移器的原理,自行设计了一台二级脉管制冷机,经多次试验,该制冷机的一、二级分别达到了46K和3.0K的最低制冷温度。图3表2。     

4.2 K温区1瓦级脉管制冷机的实验研究

小型回热式低温制冷机中的冷端换热器在制冷量高效传输过程中起着至关重要的作用,而这一作用往往被忽视.研究发现,通过脉管冷端换热器的结构改进,液氦温区脉管制冷机在4.2 K温区的制冷量可以得到显著提高.实验结果表明,在压缩机输入功率分别为4.8 kW和6.0 kW的条件下,双向进气型二级脉管制冷机在4.2 K获得了760 mW和900 mW的制冷量,相应的制冷系数(COP)为1.58×10-4和1.50×10-4.该脉管制冷机在4.2 K获得的最大制冷量达960 mW.     

小型脉冲管制冷机上的高温超导混频实验测量系统

设计制作适用于小型脉冲管制冷机上的高温超导混频实验测量系统,并对其制冷量进行了理论上的估算和实际测量.在该系统上成功实现了高温超导YBCO/YSZ双晶结的8 mm波段的混频,其中最高谐波次数达36次.     

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。     

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。     

斯特林型脉冲管制冷机的最新进展

介绍了斯特林型脉冲管制冷机在理论分析和实用化方面的进展。与斯特林制冷机相比 ,由于低温端没有运动部件 ,脉冲管制冷机在寿命、可靠性和振动等方面有明显的优势 ,同时直流现象的发现和对它的抑制 ,以及双向进气、长颈管等调相机构的应用 ,使得斯特林型脉冲管制冷机的效率也可以达到或超过斯特林制冷机 ,从而使斯特林型脉冲管制冷机在空间、红外器件和超导器件冷却等方面有广泛的应用     

采用喷嘴结构的高效微型同轴脉冲管制冷机

首次介绍了一种采用对称喷嘴结构调相装置代替脉冲管和气库之间的阻力元件（小孔、毛细管或调节阀）的同轴脉冲管制冷机。理论分析和初步的实验研究表明，通过合理的喷嘴曲线设计，在相同功耗下，可进一步降低制冷温度，提高脉冲管制冷机的性能。     

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.     

液氮温区同轴脉冲管制冷机的实验研究

脉冲管制冷机冷头朝上布置可以使制冷机与超导器件的耦合更方便 ,但对G -M型脉冲管制冷机 ,重力会对这种布置方式产生不利影响。对双向进气型脉冲管制冷机 ,直流和耦合传热会共同影响脉冲管制冷机的性能。介绍了液氮温区G -M型同轴脉冲管制冷机的实验结果 ,主要研究了蓄冷器温度分布和重力对脉冲管制冷机性能的影响     

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。     

无磁非金属微型同轴脉冲管制冷机的设计分析

分析了脉冲管制冷机系统中存在的主要干扰源 ,并给出了其相应的解决方法 ,在此基础上设计并制作了一台无磁非金属微型同轴脉冲管制冷机。常规脉冲管制冷机中由磁性或金属材料所产生的电磁干扰和感应涡流 ,是将微型脉冲管制冷机应用到高灵敏度高温超导量子干涉仪冷却上的最大障碍。作者采用一系列无磁非金属电绝缘的材料完全替代脉冲管中的磁性或金属材料 ,以实现脉冲管制冷机的低电磁干扰化、甚至无电磁干扰化 ,并最终实现利用脉冲管制冷机 ,有效冷却包括高温超导量子干涉仪在内的对电磁干扰要求极严格的高温超导器件     

液氦流动速度对温度测量的影响

当测量液体或气体流动时的温度时,温度计所测得的温度为流体的滞止温度,而不是流体的真实温度。为提高测量精度,需对所测量的温度进行修正才能得到流体的真实温度。通过液氦泵获得不同的液氦流速,来研究它对液氦测量温度的影响。描叙了实验的结果及其理论分析,并给出了如何修正测量温度而得到液氦的真实温度。