斯特林制冷机回热器的热损失理论分析及实验研究

回热器是斯特林制冷机的核心部件,其性能优劣对斯特林制冷机的性能有决定性影响.对斯特林制冷机回热器的各项热损失(主要包括有限传热损失、流动压降损失、空容积损失等)进行了理论分析,并通过实验研究了增加丝网数量和采取不同丝网填充方式对回热器性能的影响.结果表明,增加丝网数量可以有效提高制冷机的性能,采取冷端布置400目丝网和...     

微型斯特林制冷机回热器的分形表征

为研究回热器中填充结构的微观结构特征,基于多孔介质分形理论,使用压汞法对回热器孔隙分布情况及分形维数进行研究.回热器是微型斯特林制冷机的关键部件,使用不锈钢网片或不锈钢毡填充制备的回热器是一种典型的多孔介质.采用压汞法对回热器进行微观结构测试,得出回热器内部孔隙分布范围.结合多孔介质分形分析的基础理论,计算得出回热器分...     

单活塞线性斯特林制冷机半正定减振系统研究

当前,对于吸振器和单活塞线性斯特林制冷机振动系统的研究,几乎都是在已知制冷机进行某种固定安装方式的正定模型上进行的.而这种正定方法由于缺乏对制冷机和吸振器系统固有频率的分析,当改变系统的安装方式后,可能会产生共振并减小吸振器的减振效果.基于此,本文将对制冷机和吸振器振动系统在未进行任何安装时的半正定模型进行理论分析,并...     

整体集成式斯特林制冷机实验研究

为了对斯特林制冷机的内部工作参数、性能进行研究,文章针对整体集成式斯特林制冷机的压力、制冷量、功耗、漏热等进行了实验测试.采用了压电式压力传感器、真空装置、加热电阻等实验设备.重点分析了制冷机内的压力波形,压比变化.本实验对整体集成式斯特林制冷机数值计算有着重要的实验依据.     

线性斯特林制冷机逆变器的频率精度分析

线性斯特林制冷机在整个工作过程中,输入正弦交流电的频率精度是直接影响线性斯特林制冷机振动的重要因素。尤其是对于单活塞线性斯特林制冷机而言,输入的正弦交流电频率精度将直接影响到与之相连的动力吸振器的减振性能。基于此,本文在线性斯特林制冷机逆变器的研究基础上,通过对SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)波生成方法、逆变电路中MCU(MoneyWise Credit Union)时钟频率及滤波电路中截止频率、电容和电感等多个参数的分析,得到了开关数和频率精度之间的关系。根据实际应用的要求,线性斯特林制冷机逆变器输出实际频率与目标频率误差不得超过±0.1Hz,频率精度则需要求控制在±0.1%以内。所以在该应用条件下,本文在单片机MCU频率为72MHz时找到了满足合适需求的开关次数在1400～2400之间,其对应的频率精度均小于±0.1%。     

大功率线性斯特林制冷机驱动电路设计

随着大面元、长线列红外器件更多应用于军事、航空等领域,对大功率线性制冷机的需求越来越大,使得大功率驱动电路的研制、开发与性能指标的提高变得更加急迫.本文重点介绍了采用FPGA为主控芯片,针对于大功率线性斯特林制冷机所设计的高控温精度驱动电路的功能与特点.经验证,采用此电路的控温精度达到±0.1 K以内,且具有较强的稳定...     

动磁式线性斯特林制冷机仿真分析

动磁式线性斯特林制冷机是目前国际上比较流行的战术用长寿命微型斯特林制冷机.以昆明物理研究所的SCI15H动磁式线性斯特林制冷机为研究对象,对制冷机的板弹簧、磁路和热力学循环进行了仿真分析.分析方法采用了FEM(有限元法)和CFD(计算流体力学)分析方法.热力学分析'模拟了制冷机的内部流动情况和制冷量,磁路分析计算了线圈的磁感应强度和磁力线分布,板弹簧分析给出了弹簧应力分布和弹簧刚度.     

小型斯特林制冷机的航空应用与发展趋势

介绍了国外军用航空器搭载的红外搜索跟踪系统、红外对抗系统、导弹及对应的制冷机匹配情况.对目前国外空军使用的在产或在研的各种整体集成式斯特林制冷机、线性斯特林制冷机的特点进行了总结,指出制冷机的环境适应性与可靠性是制冷机最重要的发展特点.     

美国战术用线性斯特林制冷机进展

为满足二代焦平面探测器组件发展需求,美国国防部在上世纪90代制定SADA系列(Standar Advanced Dewar Assembly)标准.为支持SADA系列标准的发展,美国国防部还制定了一个完整的军用线性斯特林制冷机系列.重点介绍了这个制冷机系列的发展情况,同时给出美军线性斯特林制冷机在各个武器系统中的使用情况.最后介绍了美军线性斯特林制冷机可靠性改进情况.     

气动式斯特林制冷机中膨胀机固有频率的试验研究

针对气动膨胀机中排出器固有频率对制冷机制冷性能的影响进行了试验研究.试验表明:随排出器固有频率的增大,压缩机共振频率减小;当制冷机充气压力为1.8 MPa,压缩机共振频率与排出器固有频率比约为0.73～0.75时,制冷机性能最佳;同时,要使制冷机获得较高的效率和较好的制冷性能,不仅要使工作频率在压缩机共振点或共振点附近,而且要使制冷机运行频率与排出器共振频率之比为最佳值.     

直线型脉管制冷机的回热器压降研究

设计了直线型脉管制冷机的低温回热 器,搭建了该回热器的低温在机交变流动压降实验平台,开 展了压降和冷端压比变化规律实验研究,比较了输入功、频 率、制冷温度和充气压力对回热器压降的影响。结果表明,脉 管制冷机的运行频率越小,制冷温度越低,回热器的压降越大;充 气压力为3.0 MPa时的回热器压降大于3.2 MPa时;回 热器的冷端压比越大,比卡诺效率越高;通过增加回热器的冷端压 比可提高脉管制冷机的效率。     

高德红外RS058旋转式斯特林制冷机设计及性能

斯特林制冷机被广泛用于机载、舰载、装甲车等项目的红外武器装备上,是现代国防非常重要的尖端技术产品之一,实现高性能斯特林制冷机的国产化具有重要战略意义.RS058是高德红外研制的微型旋转式斯特林制冷机系列产品之一,适合中面阵、大面阵探测器使用,本文主要论述制冷机的设计方法及实际性能.在现有0.5 W@77 K规格制冷机的基础上,结合了包括热力学、动力学和驱动控制等在内的理论计算和试验验证,RS058实现了更好的制冷性能,卡诺效率达到6.20%,能够满足制冷红外探测器的使用和国产化需要.     

微型斯特林制冷机的进展

随着高温超导和空间技术的发展对微型低温制冷机的制冷量、效率和可靠性提出了更高的要求.新出现的技术如柔性支撑和脉管将对未来的制冷机产生巨大的影响.介绍了最近几十年里各种微型制冷机的发展状况,特别是重点介绍了微型斯特林制冷机的发展,给出了世界各大制冷机生产厂家的生产水平.同时本文介绍了目前国内的微型斯特林制冷机发展状况.     

基于FOC及PMSM的斯特林制冷机控制系统

现有旋转式斯特林制冷机控制器使用的是基于PID控制的无刷直流电机,存在控温波动较大、可靠性较低等问题。基于磁场定向控制的永磁同步电机控制性能卓越、运行平稳、损耗低,将其作为提高斯特林制冷机性能的有效途径。根据这一方案进行硬件及软件设计,并给出实际电路测试结果。实验表明基于 FOC 及 PMSM 的斯特林制冷机控制系统可以作为提高斯特林制冷机性能的措施和途径。     

金属C型密封圈在斯特林制冷机中的应用

介绍了斯特林制冷机里使用的一种新型空心金属C型密封圈的制作工艺与选材、密封特点和使用优势。针对传统的橡胶密封圈、PTFE、金属实心银丝密封圈等泄漏率高、易失效等特点,金属C型密封圈制造精度高,经过多年的测试使用和论证,该密封产品在抗强冲击和耐强辐射的环境下,依然可以实现较高的可靠性和较低的泄漏率,漏率最低则可以达到10－9 atm.cm3/s.m,可以满足斯特林制冷机泄漏率的要求。