基于线性压机驱动的高频同轴脉管制冷机研究

介绍了基于线性压机驱动的高频同轴脉管制冷机的特点及同轴脉管制冷机与线性压机匹配时的设计思路,通过数值计算模拟了同轴脉管制冷机制冷性能和动态参数的关系。搭建了脉管制冷机试验台并介绍了测试系统的组成,最后对所设计的高频同轴脉管制冷机进行了初步试验研究。试验结果对进一步改进脉管制冷机的设计提供了有益的参考。     

基于两种理论的新型脉管结构——锥形脉管

结合热力学和热声学两方面的理论,对脉管制冷机中的脉管的结构进行分析与研究,发现脉管的结构与其内工质的压力和温度的分布有很大的关系,只有使脉管的结构和工质的压力和温度的分布相匹配时,才能够使脉管制冷机的性能达到最佳.在此基础上,提出了两种锥形的脉管结构,并进行了数值模拟和实验上的验证.     

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。     

脉管制冷机工作过程数值模拟的Lax-Wendroff算法研究

提出将Lax—Wendroff数值方法应用于脉管制冷机气体流动和工作过程的数值模拟。分析了属于Lax—Wendroff数值方法类型、具有2阶精度格式、2阶段MacCormack算法及其相应的离散格式和算法组织。所进行的研究表明，将Lax-wen-droff算法类型应用于数值计算脉管制冷机工作过程所伴随的强烈热交换和流动损失现象的气体流动，可以获得很好的数值稳定性。     

脉管制冷机特征线数值分析方法

提出运用特征线方法数值计算脉管制冷机的内部流动，提出相应离散方法，数值计算方法和特征线边初值问题的处理方法。算例结合实验进行验证，并论述了脉管制冷机部流动特征线数值分析方法的数理意义。     

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。     

回热器丝网填充率对85 K型同轴脉管制冷机性能的影响分析

通过建立一维数值模型,分析85 K型同轴脉管制冷机热力学参数随回热器丝网填充率变化的关系,揭示了丝网填充率对制冷机性能影响的机理.通过改变丝网填充率,分别进行了24.8％、25.5％、26.37％填充率的制冷机性能试验研究,研究发现12 W@85 K制冷量时的输入功随着丝网填充率的增加而增大,与数值模拟结果相符.通过对...     

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。     

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。     

单级G-M型小孔脉管制冷机Sage建模

G-M型脉管制冷机作为一项成熟的低温制冷技术,尚缺少公开的整机模拟分析方法。Sage软件包含压缩机、高低压切换阀和脉管制冷机冷头相关部件等模型。使用Sage软件建立了单级G-M型小孔脉管制冷机整机模型。将现有单级G-M型小孔脉管制冷机的实验设计参数作为输入参数,将Sage模型的计算结果与该制冷机实验结果进行对比,初步验证了模型的准确性,并重点计算分析高低压切换阀的孔径、时序对制冷机性能的影响。