HOT器件用自由活塞斯特林制冷机研究进展

自由活塞斯特林制冷机可用于红外探测器组件的冷却,具有振动小、寿命长等优点。随着红外探测器工作温度的提高(HOT器件),斯特林制冷机进入更小尺寸、更低质量、更高性能、更低功耗和更低成本的发展方向,即超小型斯特林制冷机。文章总结了近10年国内外超小型自由活塞斯特林制冷机的发展概况,并对超小型自由活塞斯特林制冷机的设计理念进行了介绍。     

低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机模拟与优化

自由活塞斯特林制冷机具有高效紧凑,适合中低温制冷等优点。对用于低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机进行了一维建模,并实现整机性能的模拟与优化。在考虑各种空体积的情况下,模拟分析了压缩活塞PV功和相位角的变化对整机性能的影响,获得了制冷机运行的最佳相位。对比了环形回热器的填料及填充方式对自由活塞式斯特林制冷机的性能影响,及对应材料下回热器的轴向导热损失情况。模拟了制冷机性能随回热器空隙率和制冷温度的变化情况,计算分析了回热器内部的不可逆损失随空隙率的变化情况,并且获得了不同温度下的最佳空隙率。最后,为了获得好的制冷性能,优化不同制冷温度的回热器设计参数及膨胀活塞与气缸壁的密封间隙宽度。     

80K/2W斯特林制冷机全性能实验研究

80 K/2 W斯特林制冷机是上海技术物理研究所自行研制的分置式牛津型制冷机.为验证斯特林制冷机在各种工况下的广泛适应性,针对80 K/2 W制冷机进行实验,测试制冷机在不同压缩机行程、制冷温度以及环境温度下的全性能特性,总结斯特林制冷机部分实用的规律.     

斯特林制冷机用于冰箱技术的发展优势

相对于常用的蒸汽压缩节流制冷冰箱系统,采用逆向斯特林循环自由活塞斯特林制冷机的新型冰箱具有高效率采用"绿色"制冷剂制冷温区广启动电流低制冷量易控等特点,在环保及节能方面具有明显的优势.论文结合自由活塞式斯特林制冷机自身特点,分析其用于小容量家用冰箱以及低温冷柜的优越性;介绍了国外斯特林冰箱的研究进展;展望了这种极具潜力的冰箱制冷系统在我国的发展前景.     

牛津型斯特林制冷机的动力特性分析

为了提高牛津型斯特林制冷机的制冷效率,提出了一种应用数值软件进行动力特性研究的方法。总结分析了压缩机、膨胀机的板弹簧刚度和活塞质量,充气压力,膨胀机位移相位角,膨胀机活塞行程以及制冷温度对制冷机动力特性的影响规律。优化了制冷机的动力系统,实验验证了该方法的可行性。研究结果表明,优化后制冷机的压缩机电机效率和整机效率均有所提高。     

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...     

狭缝调相式气动分置式斯特林制冷机的运行性能

本文首先介绍了我们提出的具有狭缝调相器的气动分置式斯特林制冷机 ,并与传统气动分置式斯特林制冷机进行了对比 ,最后给出并分析了整机性能试验结果 ,试验证明该制冷机可以满足在液氮温区工作的需要     

冷头温度对新型气动分置式斯特林制冷机运行性能影响的研究

介绍了气动分置式斯特林制冷机性能实验样机的组成、主要结构参数和试验结果,并对试验结果进行了分析,在新型气动分置式斯特林制冷机运行中,冷头起着进行负反馈调节的桥梁作用。     

冷头温度对新型气动分置式斯特林制冷机运行性能影响的研究

介绍了气动分置式斯特林制冷机性能实验样机的组成、主要结构参数和试验结果，并对试验结果进行了分析，在新型气动分置式斯特林制冷机运行中，冷头起着进行负反馈调节的桥梁作用。     

空间用斯特林制冷机结构的发展

斯特林制冷具有工作范围宽、启动快、效率高、操作简便等诸多特点,是我国目前急需突破的空间制冷技术。随着影响制冷机性能的各种因素逐步得到解决,制冷机寿命及可靠性大大提高,现在正向空间工程应用转化。主要介绍了空间斯特林制冷机结构的发展情况,将对制冷机的设计优化,进一步提高制冷机工作寿命和可靠性提供有益参考。     

一种斯特林制冷机移相器的分析研究

对电磁双驱动分置式斯特林制冷机用的移相器进行了较为深入的研究。分析了运算放大器移相器和变压器移相器的功能和优缺点，证实了变压器移相器十分方便可行，而且具有较高的稳定性。本文的分析研究为电磁双驱动分置式斯特林制冷机的进一步功能性研究提供了便利。     

气动分置式斯特林制冷机的等温模型分析

涉及的气动分置式斯特林制冷机实验性能为40 W输入80 K/1 W,是上海技术物理研究所三期创新研究项目,本文采用等温模型对该制冷机的制冷性能进行理论计算,计算结果与实验值基本一致。另外,还对制冷机一些参数对理论制冷量、冷损、有效制冷量等的影响进行分析,为合理选取这些参数提供理论依据。     

基于阿基米德螺线的两臂柔性板弹簧的性能分析及比较

柔性板弹簧作为小型斯特林制冷机动子系统中支撑活塞的关键性部件,对提高制冷机的寿命和性能起到了十分关键的作用。基于阿基米德螺线,设计了一款应用于低温冰箱的自由活塞斯特林制冷机柔性板弹簧。通过改变曲线略角θ、基元半径R以及螺距V,使弹簧提供的机械刚度满足斯特林制冷机的需求,并使其最大应力降低至疲劳极限的70%。利用ANSYS软件将阿基米德螺线、费马型线和Sunpower型线进行有限元分析,并引入新的无量纲参数评价性能,发现在满足刚度需求的情况下,阿基米德螺线弹簧的最大应力最小且动态径向刚度稳定性高。     

6W@80K气动分置式斯特林制冷机轻量化设计和性能优化

介绍了一台由中国科学院上海技术物理研究所研制的6 W@80 K气动分置式斯特林制冷机样机,主要包括压缩机的轻量化设计和整机制冷性能的优化。该制冷机包括动磁式直线压缩机和气动膨胀机,制冷机整机质量为5.5 kg。压缩机采用两个对置布置的动磁式直线电机驱动,板弹簧支撑和无摩擦的间隙密封技术。经过对直线压缩机的结构优化,在6 W@80 K的制冷性能下,压缩机的输入电功从原来的163 W降低到106 W。     

星载斯特林制冷技术研究进展

介绍了国外星载长寿命斯特林制冷技术的研究进展及其在空间遥感系统和科学探测卫星中应用情况,并对影响斯特林制冷机工程应用的工作寿命和可靠性进行了简要分析.综述了国内星载斯特林制冷技术的发展现状,最后提出在我国开展星载斯特林制冷机研制的几点建议.     

电磁驱动分置式斯特林制冷机综合网络模型

根据系统动力学建立了电磁驱动分置式斯特林制冷机整机的综合网络模型。该模型综合分析了电磁驱动分置式斯林特制冷机的流体网络，热声网络以及机电网络的有关研究成果，并加以完善，比较全面地反映了电磁驱动分置式斯林制冷机各个方面的动态特性，以此为基础编制的制冷机整机仿真程序，为分置式斯林特林制冷机的整机优化设计，离线调机，在线控制等行为提供了依据。     

6 W大冷量斯特林制冷机的实验研究

基于实验分析了大冷量分置式斯特林制冷机的动力特性和热力特性,详细讨论了对制冷机性能有重要影响的参数如固有频率、工作频率、相位角、充气压力、排出器位移等.样机采用牛津型斯特林制冷机结构,在93 W输入功率下初步获得6 W/90 K的性能.     

10W@77K自由活塞斯特林制冷机的设计和实验研究

为满足高温超导、红外探测和气体液化等领域对高效率、高可靠性、长寿命低温制冷机的需求,对10W@77K自由活塞斯特林制冷机进行了研究.制冷机设计为整体式结构,由动磁式直线电机驱动.基于Sage建立制冷机整机模型开展了数值求解,并根据数值计算结果对运行频率、工作压力以及回热器填料等对制冷机性能的影响规律进行了分析.计算结果...     

斯特林制冷机用于商业制冷的研究现状初析

相对于传统的蒸汽压缩节流制冷系统,采用斯特林制冷循环的新型制冷系统具有高效率、“绿色”制冷剂、制冷温区广等特点,在环保及节能方面具有明显的优势。通过对国内外斯特林制冷技术用于商业制冷领域的发展进行综述,展望了这种极具潜力的制冷技术的前景。最后,大冷量中温区斯特林制冷机和冷头到冷空间的冷量传递作为斯特林制冷的两个关键技术分别进行了介绍。     

分置式斯特林制冷机参数的优化

本文建立了分置式斯特林制冷机的优化设计模型，讨论了分置式制冷机的特点、优化设计及其数学模型中的特殊问题，考虑了制冷机中存在的主要冷量损失和直接功耗损失，选用了制冷机的12个主要结构和运行参数作为设计变量。实例计算中得到的优化结果与实验统计数据吻合较好。