液氮温区高频热驱动脉冲管制冷机实验研究

工程热物理学报 , 2009, 30(7): 1086-1088.

液氮温区高频热驱动脉冲管制冷机实验研究

余国瑶 ^1, , 朱尚龙 ^2, , 戴巍 ^3, , 罗二仓 ^4, , 王晓涛 ^5,

1.中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室,北京,100190

2.中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室,北京,100190;中国科学院研究生院,北京,100049

3.中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室,北京,100190

4.中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室,北京,100190

5.中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室,北京,100190;中国科学院研究生院,北京,100049

基金项目: 中国科学院三期方向性项目(KJCX2-YW2-W02) 自然科学基金杰出青年基金(50625620)

关键词：高频 , 驻波热声发动机 , 脉冲管制冷机 , 制冷量

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON HIGH FREQUENCY THERMO-ACOUSTICALLY DRIVEN PULSE TUBE CRYOCOOLER WORKING IN THE LIQUID NITROGEN TEMPERATURE RANGE

优化设计并研制了一小冷量液氮温区高频热驱动脉冲管制冷机,系统轴向长度仅为1.2 m.针对之前系统热效率较低问题,在数值计算的指导下,对高频驻波热声发动机的板叠流道尺寸和热腔进行了优化,并对声压放大器进行了调整.采用4.0 MPa氦气为工质,在发动机端加入750 W加热量获得了68.3 K的最低制冷温度,这是目前国际上报道的高频热驱动脉冲管制冷机的最低制冷温度.加入500 W加热量时,制冷机获得了76.9 K的无负荷最低制冷温度,在80 K时有0.2 W的制冷量.

参考文献

[1]	Backhaus S;Swift G W .A Thermoacoustic Stirling Heat Engine[J].Nature,1999,399:335-338.
[2]	W Dai;E Luo;J Hu et al.A Heat-Driven Thermoacoustic Cooler Capable of Reaching Liquid Nitrogen Temperature[J].Applied Physics Letters,2005,86:224103.
[3]	Godshalk K M;Jin C;Kwong Y K;Swift G W et al.Characterization of 350 Hz Thermoacoustic Driven Oririce Pulse Tube Refrigerator with Measurements of the Phase of the Mass Flow and Pressure[J].Advances in Cryogenic Engineering,1996,41:1411-1418.
[4]	Dai W;Yu GY;Zhu SL;Luo EC .300 Hz thermoacoustically driven pulse tube cooler for temperature below 100 K[J].Applied physics letters,2007(2):24104-1-24104-3-0.
[5]	ZHU ShangLong,YU GuoYao,ZHANG XiaoDong,DAI Wei,LUO ErCang,ZHOU Yuan.A 300 Hz high frequency thermoacoustically driven pulse tube cooler[J].科学通报（英文版）,2008(08):1270-1271.
[6]	Luo E;Wu J;Yang J .Thermoacoustic Simulator for Regenerative Machines[J].Advances in Cryogenic Engineering,2002,47:822-827.

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