G-M制冷机填料型冷头换热器的实验研究

冷头换热器的不完全换热损失是 Ｇ Ｍ 制冷机的主要冷量损失之一。制冷机的蓄冷器性能愈好， 就要求冷头换热器的换热效率愈高。为了获得较高换热效率的冷头换热器， 本文根据外置式 Ｇ Ｍ 制冷机的特点， 采用烧结工艺， 设计和加工了一种填料型冷头换热器。测试了该换热器阻力性能， 流动阻力比相应的间隙换热器小。初步的实验结果表明， 采用该换热器的单级 Ｇ Ｍ 制冷机无负荷温度达到１５ Ｋ， 在２０ Ｋ可提供４４ Ｗ 的冷量。     

蓄冷器外置G—M制冷机阻力特性的实验研究

常温下对一台蓄冷器外置式的液氮温区Ｇ－Ｍ制冷机组二级各主要部分的压力损失进行了测试，发展蓄冷器外置式的Ｇ－Ｍ制冷机二级各主要部分的压力损失自大小依次为蓄冷器料阻力占４１．２％，蓄冷器附件阻力占３１．５％，二级冷头换热器阻力（仪外狭缝部分）占２７．３％，通过与常规Ｇ－Ｍ机蓄冷器阻力的对比，表明蓄冷外置式的Ｇ－Ｍ制冷机蓄冷器的压力损失有明显减小。     

直接达到液氦温度的G—M型制冷机及其应用

随着低温下具有高比热峰值的磁性稀土材料的发现，大幅度提高Ｇ－Ｍ型制冷机的性能具有了可能性。基于磁性稀土填料Ｅｒ３Ｎｉ、ＥｒＮｉ、ＧｄＲｈ等的特性，根据热力过程分析和数值计算结果，对双级Ｇ－Ｍ型制冷机进行了重新设计、加工，使其达到了液氦温度。介绍了我们研制的４．２Ｋ双级Ｇ－Ｍ型制冷机的设计和结构。该制冷机的最低制冷温度为２．５Ｋ，制冷量为５８０ｍＷ／４．２Ｋ、１１００ｍＷ／５．０Ｋ，热工效率高。同时     

直接达到液氦温度的G-M型制冷机及其应用

随着低温下具有高比热峰值的磁性稀土材料的发现,大幅度提高Ｇ－Ｍ型制冷机的性能具有了可能性。基于磁性稀土填料Ｅｒ３Ｎｉ、ＥｒＮｉ、ＧｄＲｈ等的特性,根据热力过程分析和数值计算结果,对双级Ｇ－Ｍ型制冷机进行了重新设计、加工,使其达到了液氦温度。介绍了我们研制的４．２Ｋ双级Ｇ－Ｍ型制冷机的设计和结构。该制冷机的最低制冷温度为２．５Ｋ,制冷量为５８０ｍＷ／４．２Ｋ、１１００ｍＷ／５．０Ｋ,热工效率高。同时     

新型低温高性能G—M制冷机

介绍了美国Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ－Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ低温公司普通材料和常规技术制作的高性能Ｇ－Ｍ制冷机，描述了该制冷机的设计原理和性能。该制冷机的制冷温度已达到６．５Ｋ以下，１０Ｋ时制冷能力为５Ｗ。     

4K脉管制冷机的实验研究

为研究如何利用脉管制冷机达到４Ｋ温度和最佳多级脉管构型，对几种类型的单级脉管制冷机与Ｇ－Ｍ制冷机组合休进行了实验，当脉管热端温度为室温时采用这种组合体的脉管冷端所获得的最低温度达３．５Ｋ。最后一级回热器的热端大约预冷到１５－２０Ｋ。其最佳工作条件为：压力约１．０－１．５ＭＰａ，频率１－２ＨＺ，热流和热损失分析与相移效应的关系。以及为达到４Ｋ温度的多级脉管制冷机的构型，均作了简要的讨论。     

空间环境模拟设备用G—M制冷机的研制

介绍了一台以磁性蓄冷材料Ｅｒ３Ｎｉ为第二级蓄冷器填料的大制冷功率两级Ｇ－Ｍ制冷机。该制冷机可作为空间环境模拟设备冷背景冷源，满足了辐射制冷器空间环境热模拟试验的要求。通过优化制冷机结构参数，使制冷机在转速为４０ｒ／ｍｉｎ时，二级最低制冷温度达５．５Ｋ、２０Ｋ时取得１５．４Ｗ的有效制冷量。证明了应用磁性蓄冷材料改善Ｇ－Ｍ制冷机性能的有效性。     

新型低温高性能G－M制冷机

介绍了美国Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ－Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ低温公司用普通材料和常规技术制作的高性能Ｇ－Ｍ制冷机，描述了该制冷机的设计原理和性能。该制冷机的制冷温度已达到６．５Ｋ以下，１０Ｋ时制冷能力为５Ｗ。     

低于4K的三级脉管制冷机的新型结构

叙述了用以提高多级脉管制冷机的工作性能和系统简单化的新结构．为减少国热器的损失和脉管冷损，在从室温到液氦温区内工作的脉管制冷机中引入了回热管．采用这种结构的三级制冷机达到了３．６Ｋ的最低温度，４．９Ｋ时制冷量为１１９ｍＷ．给出了该脉管制冷机的实验结果和制冷性能．     

具有外热阻内摩擦和冷头热漏制冷机的最大制冷系数

采用有限时间热力学研究了传热热阻，内部摩擦和冷头热漏三种不可逆损失对制冷机最优性能的影响。导出具有传热热阻，内部摩擦和冷头热漏不可逆损失的不可逆卡诺制冷机的最大制冷系数。     

20K温区两级脉冲管制冷机的研究

脉冲管制冷机的实用化是目前脉冲管制冷机的一个主要研究方向。介绍了作者为提高脉冲管效率而研究的一种分离结构的两级脉冲管制冷机。实验获得了１１．７Ｋ的最低温度,制冷量３Ｗ／２０Ｋ。采用名义功率２．２ｋＷＧ－Ｍ压缩机驱动得到了１２．４Ｋ的最低温度,制冷量２Ｗ／１８．５Ｋ,４Ｋ／２４．６Ｋ,实际输入功率约１．５ｋＷ。这一效果已基本达到了实用化应用的要求。该研究表明脉冲管制冷机的效率在２０Ｋ温区已接近类似的     

带小型制冷机的低温泵

介绍了用小型制冷机冷却的低温泵的抽气原理及基本结构，同时还介绍了低温泵的一些应用。低温泵一般都采用二极Ｇ－Ｍ循环或改进的索尔维循环制冷机。第一级冷头冷却防护板和冷凝水蒸汽的辐射屏蔽，防止对低温板的热辐射；低温板用第二级冷头冷却，除Ｎｅ、Ｈ２、Ｈｅ被活性炭吸附外，它可冷凝其余的大部分气体。低温板的抽气速度可用统计方法求出。本文还介绍了典型的低温泵的使用方法。     

同轴行波热声制冷机性能实验

基于线性热声理论模型,设计了1台结构紧凑的同轴行波热声制冷机.采用行波热声发动机驱动,工作频率在57 Hz左右,以平均压力3.0 MPa的氦气为工作介质,固定制冷机入口压比为1.075的前提下,研究该制冷机的性能.通过改变惯性管内径,研究惯性管调相对制冷机性能的影响,制冷量随着惯性管内径的增大先增大后减小;研究Gedeon声流对制冷机性能的影响,该声流的存在极大地恶化了制冷机性能,使得制冷机在冷头0 ℃时,冷量下降11.4%,冷头-20℃时,下降47.66%,冷头温度越低影响越大.     

用4.2 K制冷机为冷源的磁性材料比热测量

设计了一套用４．２Ｋ制冷机为冷源的磁性材料比热测量装置。由于采用了Ｇ－Ｍ制冷机对试件进行冷却,从而使得实验操作简单方便,测试费用也较低,本试验过程完全实现了测试系统自动化,样品冷却温度,比热测量过程的监控以及比热测量数据的处理都由计算机自动完成,实验表明,该装置达到了预期的设计目标,可用于磁性蓄冷性能的研究工作。     

小型低温制冷机的进展

综述了近几年来国内外空间用及其它用途的小型低温制冷机发展动向。分析了提高制冷机运转寿命的一些措施，介绍了些回热式低温制冷机回热器填料采用稀土磁性材料代替铅丸，使冷头温度下降、冷量增大等情况，还简述了提高回热式低温制冷机工作频率及有关热声制冷机的研究情况。     

用4.2K制冷机为冷源的磁性材料比热测量

设计了一套用４．２Ｋ制冷机为冷源的磁性材料比热测量装置。由于采用了Ｇ－Ｍ制冷机对试件进行冷却,从而使得实验操作简单方便,测试费用也较低,本试验过程完全实现了测试系统自动化,样品冷却温度,比热测量过程的监控以及比热测量数据的处理都由计算机自动完成,实验表明,该装置达到了预期的设计目标,可用于磁性蓄冷性能的研究工作。     

BEPCⅡ氦制冷机一级换热器故障分析及处理

BEPCⅡ氦制冷机的一级换热器在前两轮运行中出现故障,换热效率降低,导致氦制冷机制冷量下降,影响了BEPCⅡ的正常运行。一级换热器的结构较为复杂,故障分析难度较大。介绍了一级换热器的结构和流程,再根据一次温度突变,通过分析找到发生故障的位置。制定并完成了相关的处理方案,使得一级换热器和氦制冷机恢复正常。     

低于1K的超流体小孔型脉管制冷机

通过采用小孔型脉管结构，可以消除超流体斯特林制冷机中一半的运动部件。当热平板温度固定为１．０Ｋ时，我们第一台这样的装置已经冷却到了０．６４Ｋ。制冷机的同我们４ 预计值完全符合。在超流体脉管中有两个与常规脉管明显不同的奇异特征；其一，为防止自由对流而维持＾３Ｈｅ－＾４Ｈｅ混合的稳定性，脉管热端必须置于脉管冷端的下方；其二，在低于１Ｋ时金属的低热容使得对流体振荡引起的沿脉管的热损失非常小。     

新型磁性蓄冷材料G—M制冷机的研制

对应用磁性蓄冷材料作为二级蓄冷器填料而研制的大制冷功率两级Ｇ－ Ｗ 制冷机的研究工作进行了总结,给出了理论分析及结构设计。并在一台样机进行了实验研究,通过优化制冷机结构参数和运行参数,使制冷机二级最低制冷温度达７．８ Ｋ、２０ Ｋ 时取得１４．５ Ｗ 的有效制冷量,从理论和试验上对应用磁性蓄冷材料改善Ｇ－ Ｍ 制冷机性能的有效性进行了有益的探索。     

混合物和纯氮工质在一种JT节流制冷机上热力性能的对比实验

报道了采用混合物工质及纯氮工质在一种开式快速ＪＴ节流制冷机上的实验对比研究。采用纯氮工质在压力为１１．０Ｍｐａ左右，该ＪＴ节流冷机可获得的最低温度为８３－８４Ｋ，启动时间是７５Ｓ左右；而采用混合物质后，在压力为５．０ＭＰａ左右，该制冷机可获得７３－７４Ｋ的最低温度；降温时间与纯氮相当。