小型逆布雷顿低温空气制冷机的初步实验研究

近年来,采用逆布雷顿循环的低温制冷机以其效率高、可靠性好、降温速度快、制冷范围广等特性得到广泛关注。本文搭建了一套逆布雷顿低温空气制冷机综合性能实验台,该实验台分为气源部分、制冷部分和性能测试部分。在实验台上可以进行系统降温、透平膨胀机热力及机械性能、回热器传热传质及食品冻结特性等的综合研究。这些研究可为氢、氦等逆布雷顿低温制冷机的研究提供借鉴。对透平膨胀机在常温下的热力性能进行了初步的实验研究,在膨胀比为2.15的情况下膨胀机出口温度2 min内下降33℃以上。其中,自主研发设计的透平膨胀机主轴轴径为10.00 mm,采用波箔箔片轴承支承、最高转速达到278 kr/min,等熵效率达65.5%。实验结果表明,该逆布雷顿低温空气制冷机具有优良的热力性能和降温特性,为后续的相关研究奠定了基础。