脉冲管制冷机内部交变流动过程实验研究第二部分 实验结果分析与讨论

对一台小孔型脉冲管制冷机内部动态流动过程进行了系统的实验研究.在准确测量脉冲管制冷机蓄冷器热端和脉冲管热端的压力波和速度波曲线的基础上,对其进行傅里叶分析,得到波动曲线的基本参数,包括幅值和相位等.系统研究了各种条件和工况(包括运行频率、充气压力、小孔开度、压缩机出口压比等)对脉冲管制冷机内部压力波和速度波的幅值与相位的影响规律.实验结果对于脉冲管制冷机的机理理解、设计和调试有着重要的意义.     

高频微型脉冲管制冷机的数值研究

利用数值方法模拟了高频微型同轴脉冲管制冷机内部气流交变流动和换热过程。给出了小孔型，双向进气型和多路旁通型脉冲管制冷机内部气流动态参数的瞬态变化。分析了各动态参数变化对制冷机整机性能的影响。     

脉冲管制冷机交变流动动态特性数值研究：第一部分;基本方程和数值方法

针对脉冲管制冷机的特点建立了数值模拟模型，采用改进的数值模拟方法对脉冲管制冷机的内部交变流动，换热以及制冷过程进行了详尽的数值研究，得到了脉冲管制冷机内部各参数的动态变化，并分析了各动态参数变化对制冷机整机性能的影响。数值模拟分析与实验结果符合良好。该模拟方法从基本流动换热微分方程出发，尽可能多地考虑实际制冷机工作过程中的各种不可逆因素，包括实际气体的物性变化，各部件的流动阻力和传热损失。     

高频脉冲管制冷机交变蓄冷器流动阻力特性实验研究——第二部分：实验装置和数据处理系统

鉴于目前高频脉冲管制冷机中蓄冷器交变流动阻力特性的设计数据十分缺乏,作者建立高频脉冲管制冷机蓄冷器的稳定流动和交变流动动态参数测量实验台,介绍了实验系统的组成、测试装置和数据采集与处理方法.实验台采用测控领域广为流行的LabVIEW图形化开发平台,将实验段两端的动态压力、流速数据等通过采集系统,送入计算机进行数据处理,并实时绘制图形曲线.通过测量蓄冷器两端的动态压力、流速,得到高频(30～60 Hz)交变流动情况下动态压力与质量流量之间振幅和相位关系,从而得到所测蓄冷器的交变流动阻力特性.     

脉冲管制冷机交变流动动态特性数值研究：第二部分：数值模拟结果

第一部分给出了脉冲管制冷机数值模拟的基本方程和改进的数值计算方法。这一部分采用第一部分的方法对脉冲管制冷机的内部交变流动，换热以及制冷过程进行了详尽的数值模拟研究，得到了脉冲管制冷要内部各参数的动态变化，分析了各动态参数变化对制冷机整机性能的影响，并与实验结果进行了比较，数值模拟分析与实验结果符合良好，     

惯性管内部交变流动的数值计算与分析

介绍了针对脉冲管制冷机中惯性管内部交变流动的数值计算方法。借助这个方法,计算得到了惯性管内动态压力波、质量流量、质量流量与压力波的相位差等流动参数,分析了这些参数受惯性管入口动态压力波幅值和频率的影响。计算结果验证了在惯性管中存在动态压力波幅值最小的点,进一步发现了该点的位置受入口动态压力波幅值影响较小,受频率影响较大。并且在该点前后,惯性管中质量流量与压力波的相位差沿着惯性管轴向的变化呈现出不同的趋势。     

脉冲管制冷机蓄冷器流动特性实验研究 第一部分：实验装置和数据处理系统

蓄冷器是脉冲管制冷机等回热式制冷机的关键部件，它性能的好坏直接影响到回热式制冷机的效率和性能。交变流动蓄冷器中的热量和动量传输及转换过程是一个十分复杂的传热学，流体力学及热力学问题。低温中心针对交变流动蓄冷器的特点建立了动态参数测试实验台。实验台可以模拟各种脉冲管制冷机的真实运行条件。针对50Hz的交变流动蓄冷器的阻力特性进行了系统的实验研究，第一部分介绍实验装置及数据处理系统。     

5W@80K自由活塞斯特林制冷机工况及重力特性实验研究

利用现有的脉冲管制冷机性能测试实验台,针对某型号自由活塞斯特林制冷机,设计了热端水冷器并进行了性能测试.实验研究了工作频率、充气压力、输入功率等参数对制冷机性能的影响规律,结果表明斯特林制冷机的最佳运行工况为充气压力2.0 MPa,频率42 Hz.改变冷头在竖直方向和水平面不同的朝向,实验结果表明冷头竖直向下时最低制冷...     

高频脉冲管制冷机交变蓄冷器流动阻力特性实验研究——第一部分：研究现状及进展

总结了高频微型脉冲管制冷机蓄冷器交变流动阻力特性的研究现状.针对高频脉冲管制冷机设计过程中引用不同的流动阻力系数使得流动压力降结果相差很大的实际情况,系统总结了已有的研究成果,明确了不同经验公式和图表的适用范围,有利于提高高频脉冲管制冷机设计的可靠性.     

深冷文献消息(国内部分)

<正>985101 脉冲管制冷机蓄冷器流动特性实验研究 第一部分:实验装置和数据处理系统巨永林等《低温工程》1998 №3 1~4中国科学院低温技术实验中心针对交变流动蓄冷器的特点建立了动态参数测试实验台。实验台可以模拟各种脉冲管制冷机的真实运行条件。针对     

高频微型同轴非金属脉冲管制冷机几何尺寸优化的实验研究

寻找出能使制冷机达到最佳制冷性能的部件几何尺寸匹配规律,是脉冲管制冷机研制过程中的一个重要任务.以设计的高频微型同轴非金属脉冲管制冷机为例,在设定部分固定参数的条件下,通过实验得出了脉冲管和蓄冷器各自的最佳长径比,最佳的脉冲管与蓄冷器的空体积之比,所得实验结果可以作为该类型脉冲管制冷机的初设计依据.     

小长径比脉冲管制冷机重力影响的实验研究

为了进一步探究重力对于小长径比脉冲管制冷机地面测试的影响,搭建了重力特性研究试验台,测试了不同输入功率下各角度的制冷机性能.实验结果表明,制冷机在角度为135°--150°时制冷能力最差.随着输入功率的增加,角度变化对于脉冲管制冷机的影响变小,相同角度下温度、输入功率和电流的波动值变小.     

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     

斯特林型脉冲管制冷机中压缩机与冷指耦合实验研究

从理论上分析了质量流和压力波对脉冲管制冷机中冷指和压缩机耦合的影响, 针对1台6 W/95 K斯特林型脉冲管制冷机行了具体研究.实验分析表明:只有当线性压缩机能够提供脉冲管冷指所需的压力波动和质量流量时,整机才可能取得较好的性能;运行频率和整机的输入功率对压缩机效率的影响都小于2%.     

脉冲管制冷的理论和实验研究

本文对脉冲管制冷机内部过程进行了深入的理论分析和计算,在此基础上建立了一个普遍适用于基本型、带小孔型和双向进气型脉冲管制冷机的理论模型。首次分析了脉冲管内气体的热力学非对称效应并提出了脉冲管内热粘层的概念,在此基础上揭示了脉冲管的复合制冷机制。建立了一个实验台并通过大量的实验系统地研究了各主要参数对脉冲管制冷机性能的影响,实验结果与理论计算结果相一致。     

大冷量高频脉冲管制冷机重力影响的理论分析及实验研究

通过对重力场中脉冲管管内部的流体力学方程进行化简和无量纲化,提出了影响脉冲管制冷机重力特性的无量纲数(ρgl/pa),并对大冷量高频脉冲管的重力特性进行试验研究。试验结果表明:提高输入功率、减小惯性管的尺寸、减小充气压力、减小脉冲管的尺寸以及提高脉冲管制冷机的运行温区能够改变无量纲数(ρgl/pa)的各个参数从而减小无量纲数(ρgl/pa)的大小,进而减弱重力方向性的影响。     

冷指尺寸对超高频微型脉冲管制冷机性能的影响分析

冷指是脉冲管制冷机的重要部件,其尺寸大小决定压缩机乃至制冷机整机的尺寸,其内部的功热转换效率和损失等会对制冷机的性能产生显著的影响.为满足脉冲管制冷机微型化的需求,必须提高制冷机频率、减小冷指尺寸,而冷指尺寸的缩小又会影响制冷机的性能.为了掌握冷指尺寸对制冷机性能的影响规律,利用SAGE软件对运行频率为130 Hz,直...     

空间用3 W@80 K脉冲管制冷机实验研究

为冷却某空间用红外探测器,研制了一台斯特林型脉冲管制冷机。该制冷机为单级同轴型结构,整机重量4.5 kg,设计寿命5年。系统介绍了脉冲管制冷机系统结构及实验装置,测试了制冷机性能及其与杜瓦耦合后的降温特性曲线,实验结果表明,脉冲管制冷机在80 K可提供0—3 W制冷量,比卡诺效率11%,其制冷量可充分满足杜瓦组件的低温和长寿命的工程需求。     

脉冲管整机条件下回热器交变特性实验研究

搭建脉冲管制冷机动态参数测试实验台,在脉冲管制冷机整机运行条件下对处于实际温度梯度的回热器进行了动态速度以及动态压力测试。为了测量回热器冷端的动态速度,研究针对低温侧的热线探针进行了低温条件下的标定。实验测量了充气压力3 MPa、运行频率40—60 Hz、冷端温度100 K工况下回热器的相位特性以及阻力特性,并得到了整机运行条件下回热器阻力系数经验公式。研究结果表明,随着频率的提升,回热器冷热端速度-压力相位差增大,相同雷诺数下的阻力系数增大;随着温度降低,相同雷诺数下的阻力系数增大,并且在低雷诺数下变化更加明显。该研究结果是在回热器实际工作条件下测量得到,能够为脉冲管制冷机中的回热器模拟计算以及回热器热力学分析提供必要的数据支持。     

100-140 Hz脉冲管制冷机耦合特性的实验研究

为研究惯性管长度变化对压缩机输出效率和压缩机与冷指之间的耦合特性的影响,对100-140 Hz的2 kg级的高频脉冲管制冷机的整机效率进行了理论分析,通过实验研究了不同惯性管长度对压缩机活塞位移、相位、压力波的影响,并得出了压缩机输出PV功.实验结果表明不同惯性管长度组合,对应不同频率压缩机的效率最高;制冷机整机效率最...