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，     

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。     

脉冲管制冷机内部交变流动过程实验研究第一部分实验装置与数据处理系统

鉴于脉冲管制冷机内部流动过程是复杂的动态交变流动,运行参数、结构参数和调相机构等对内部流动规律的影响还不是十分清楚,建立了脉冲管制冷机内部动态参数测试装置,介绍了实验系统的组成,测试设备和数据采集与处理方法.该实验台能准确测量蓄冷器入口和脉冲管热端的压力波和速度波,通过对它们的幅值与相位的分析,能够系统的得到各种因素对脉冲管制冷机内部流动状态的影响规律.     

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.     

工作参数对斯特林制冷机性能影响分析

在调试阶段影响斯特林制冷机性能的工作参数主要有:充气压力、工作频率和环境温度.其中充气压力和工作频率是最容易更改的参数,通过分析得到:充气压力影响着斯特林制冷机振子系统的自然频率,而工作频率则影响斯特林制冷机压机活塞和排除器的相位差.利用简化模型分析了环境温度对斯特林制冷机性能的影响.实验验证了充气压力、工作频率和环境温度对制冷机性能的影响,实验结果能较好的满足分析部分.     

高频脉冲管制冷机特性分析

通过相位理论分析了提高频率可以减小制冷机体积的原理,通过脉冲管制冷机内部损失影响分析了实现微型高效脉冲管制冷机的方法.研究表明:在现有的50 Hz高频下,减小制冷机体积会导致效率降低,提高运行频率,提高充气压力并采用更小水力直径的回热器填料,可以在减小体积的同时获得高效的制冷机.     

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。     

采用混合物作工质的J—T节流制冷机

报告了国内外采用混合物作工质的Ｊ一Ｔ节流制冷机的实验研究情况。理论计算的两个重要参数（等温节流效应和正常沸点）与这些实验的结果作了对比。另外，给出了工作在不同压力下的一种混合工质及纯氮的焓温图。从理论计算和实验的结果可以看出混合工质Ｊ一Ｔ节流制冷机比单纯工质的Ｊ一Ｔ节流制冷机有更大的制冷量和更高的热效率。     

斯特林制冷机的计算机辅助调机

通过对双自由度斯特林制冷机振动系统模型的分析 ,建立了计算机仿真调相角模型。在模型求解过程中 ,通过改变弹簧参数来优化斯特林制冷机的压力波和制冷机回热器位移之间的相位差 ,使其接近最优相角要求 ,来辅助调节系统的工作参数。模型模拟的结果与实验结果能较好的吻合     

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。     

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。     

采用R22的冷柜压缩机研究

本文介绍了采用R22为制冷剂的大规格冷柜压缩机的研究开发情况,并对两种规格的冷柜压缩机的性能和可靠性进行了实验研究,结果表明这两种新开发的采用R22的冷柜压缩机具有优良的性能,并能够长期安全可靠的运行.     

1／2自旋量子卡诺制冷机的最优性能

研究了１／２自旋量子卡诺制冷机的最优性能，得到了量子制冷机制冷率与制冷系数间的优化关系以及其它最佳特性参数。所得结果为制冷机的工况预选提供了一个最佳的可行方案。     

Performance study on air-cooled household refrigerator with cold storage phase change materials

The air-cooled frost-free refrigerator has become the main power consumer among household appliances. This study presents a new air-cooled household refrigerator that uses PCM in the fresh food and freezing chambers. Operational characteristics and performance test results are provided in the conditions of off-peak refrigeration with PCM and conventional refrigeration with/without PCM. Results show that refrigeration off-peak modes resulted in the peak temperature difference between M-packs and maximum temperature increase of M-packs in the freezing chamber. The energy consumption of the refrigerator is relatively increased. The energy consumption of the refrigerator prototype with PCM under the original control mode is reduced by 18.6% and the compressor ON-time ratio is reduced by 13.6% compared with the refrigerator prototype without PCM. Frost-free refrigerator with PCM under original control type exhibits advantages in terms of energy consumption and food quality.     

A new method to calculate the pressure drop loss of the regenerator in VM refrigerator

The VM refrigerator, known as heat driven refrigerator, is one kind of closed-cycle regenerative refrigerator. There are some losses in VM refrigerator, but the losses in regenerator are the main loss when the refrigeration temperature is below 100 K. This paper present one method to calculate the pressure drop loss in the regenerator, which is one main part loss in the regenerator. The pressure drop loss in the regenerator will decrease the refrigeration capacity in two aspects. On the one hand, due to the friction pressure drop in the regenerator will be converted into heat that causes reduced the refrigeration capacity. On the other hand, the pressure drop in the regenerator will decrease the pressure ratio in cold end. From a practical standpoint, this calculation method was used for analysis one VM refrigerator proposed by Zhou in 1984. The results showed that the results by using this method are very close to the experimental results in three temperature points.     

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.     

冰箱冷凝器的节能效应及热力分析

通过建立冰箱箱壁式冷凝器和冰箱风冷式冷凝器的传热和流动压降理论数模,计算得出在相同环境条件,制冷量和体积容量相同的两台冰箱因冷凝换热形式的改变而引起的能效差异。结果显示：翅片管风冷式冷凝器替代自然对流箱壁式冷凝器后,无论从节能上还是经济节约上来说都具有较大的优势。     

新型热声制冷-双作用行波热声制冷机热力特性的数值模拟研究

对一种新型热声制冷系统—双作用行波热声制冷机进行了研究,设计了一台在气液双作用行波热声发动机上使用的行波制冷机,并通过数值模拟优化了制冷机的结构尺寸。在环境温度300K,制冷温度250K的条件下,新型的双作用制冷机的COP达到了2.74,相对卡诺效率接近60%,声功消耗为534W,制冷量为1464.9W。通过对传统的斯特林制冷机及不同结构的行波制冷机计算比较。结果表明:从压比、效率、制冷量等多角度考察,新型的双作用行波制冷机更适合与气液双作用行波热声发动机耦合工作。它具有潜在的高效率、热驱动及无运动部件的优点,非常有潜力成为常规制冷方式的一种替代技术。     

低于4K温度工作的二级脉管制冷机研制

介绍最近研制的一台双向进气带第二小孔阀型二极脉管制冷机实验情况。该机采用计算机时序控制，脉管热端均处于室温。文中给出了二级脉管制冷机的基本结构尺寸以及试验结果；一级脉管达到４５Ｋ；二级脉管无负荷最低制冷温度达到３．１Ｋ。能稳定，长期工作，讨论了制冷机性能的主要因素。     

Effect of mixture composition and hardware on the performance of a single stage JT refrigerator

The specific refrigeration effect that can be obtained in a single stage mixed refrigerant Joule–Thomson refrigerator is strongly dependent on the composition of mixture used. Comprehensive methods have been developed over the last two decades to determine the mixture composition that results in the highest exergy efficiency or the refrigeration produced. However, what is not well known is the relationship between the mixture composition and the hardware, which ultimately decides the performance of the refrigerator. Experiments were conducted with seven different nitrogen–hydrocarbon mixtures in a single stage JT refrigerator to understand the effect of both composition and hardware on the performance of the refrigerator, the results of which are presented in this paper.