荀玉强
,
杨鲁伟
,
蔡京辉
,
梁惊涛
,
周远
工程热物理学报
介绍了一套实用型单级高频同轴脉冲制冷机工作在深低温区的性能特性.输入功率为200 W时,冷头无负荷最低温度可达到29.35 K,输入功率为235 W时,冷头无负荷温度可稳定在28.55 K.这是目前国内无多路旁通的单级高频脉冲管制冷机获得的最低温度,国际上位于先进行列.200 W输入条件下,35.6 K可提供0.5 W制冷量,为30～40K温区相关的小冷量应用提供了一种简单有效的方法.
关键词:
脉冲管制冷机
,
高频
,
单级
,
同轴
,
双向
杨鲁伟
,
卞诗瑶
,
梁惊涛
,
周远
工程热物理学报
脉冲管冷端和热端的层流化元件是脉冲管制冷机的重要部分。本文从流体力学、热力学出发，分析了小孔型脉冲管热端的流动过程和热力过程，确定了小孔型脉冲管的制冷机理。在此基础上，分析表明在脉冲管热端存在射流现象和涡流现象，导致一种气流混合的损失。本文称之为射流损失。设计了几种改进结构，实验验证了这种损失的存在同时也揭示了改进方法的有效性。
关键词:
脉冲管制冷机
,
射流损失
陈听宽
,
杨鲁伟
工程热物理学报
利用高压汽水两相流试验系统模拟压水堆小破口失水事故中冷凝回流传热模式，进行了传热、流动及不凝结气影响的试验。实验表明：冷凝回流传热是一种十分有效的传热模式，它在很小的一、二次侧温差时就能排放大量堆芯余热。冷凝回流系统在正常情况下流动阻力很小且稳定，但在达到回流流动极限后出现不稳定。不凝结气的存在将大大降低蒸汽发生器的传热能力，但一般情况下，系统能自动增加一次侧压力而达到排除余热的目的。
关键词:
压水堆
,
失水事故
,
冷凝回流
杨鲁伟
,
工程热物理学报
采用多级方案是高频脉冲管制冷机获得低于20 K以下制冷温度的主要方法,以不锈钢金属丝网为蓄冷材料的二级高频脉冲管制冷机,实验已经达到了20 K以下温度.理论上讲,由于热容大,以铅为主的蓄冷材料比不锈钢更适合40～10 K温区工作,这在低频回热制冷机中得到了证明.本文介绍了我们采用不同铅球和铅网为低温蓄冷材料的研究结果.实验表明,小铅球对于高频脉冲管制冷机是不很合适的,导致制冷温度的明显升高.镀铅的不锈钢丝网和已有不锈钢丝网的性能相似,可进一步深入研究.该研究对于20 K以至更低温度的高频回热制冷机研究有一定的借鉴意义.
关键词:
铅蓄冷材料
,
二级高频脉冲管
,
实验
,
模拟
杨鲁伟
,
汤珂
,
工程热物理学报
降低制冷温度至4 K温区是高频脉冲管制冷机的最新发展要求.本文介绍了一套热耦合型二级高频脉冲管制冷机的性能特性,它可以达到低于15 K以下的最低温度,是目前报道的高频二级脉冲管制冷机能获得的最低温度.通过对制冷机一级预冷、二级输入功率、二级冷量、室温条件等影响的分析,从实验角度揭示了该二级制冷系统的复杂影响,为进一步的深入分析和改进提供了基础.
关键词:
热耦合型二级高频脉冲管制冷机
,
性能
,
实验
夏国栋
,
罗光亮
,
李晏君
,
杨鲁伟
工程热物理学报
本文以去离子水为冷却工质,对流体横掠当量直径为90～200 μm的圆形微针肋阵列热沉的流动与传热特性进行了实验研究.实验数据显示:对于叉排实验件热沉,摩擦阻力系数对雷诺数的依变关系在Re=100前后发生转变;端壁效应、高径比和布置方式对摩擦阻力系数有很大影响;努塞尔特数随雷诺数的增大显著增大,其依变关系在双对数坐标下呈现较好的线性关系.
关键词:
微针肋
,
流动特性
,
传热特性数
卞诗瑶
,
梁惊涛
,
杨鲁伟
,
周远
工程热物理学报
本文讨论了一种可适用于气体液化的新型脉冲管制冷系统：在该系统中，回热器被间壁式换热器所取代。切换阀置于脉冲管冷端，和脉冲管作为一个整体，起气体膨胀机的作用。我们建立了相应的实验装置以测量整个系统的性能。利用空气作介质，系统进出口温降为63.6 K，绝热膨胀效率可达42%。利用氦气作工质，脉冲管冷端最低温度达160 K，每1 K有0.75 W的制冷量。
关键词:
脉冲管
,
低温旋转阀
,
膨胀机
,
多孔板间壁式换热器
荀玉强
,
杨鲁伟
,
蔡京辉
,
梁惊涛
工程热物理学报
针对高频脉冲管制冷机实际应用中引入的连管进行了研究,实验结果表明加长连管导致性能下降的关键因素在于流动阻力损失,在选取时应尽量减少连管长度,在长度无法改变的情况下,可以选用较大直径的连管以减少流动损失,另外运行在略低的频率也会对制冷性能下降有所改善.
关键词:
脉冲管制冷机
,
高频
,
连管
杨鲁伟
,
工程热物理学报
本文简要介绍近年来在德国吉森大学开展的大尺寸单级高频脉冲管制冷机研究的主要进展.该大尺寸脉冲管已能达到较低的制冷温度并在60～80 K获得较高的效率,在国际上处出领先水平.文中首先介绍了理论模拟结果,然后介绍实验存在的问题及其改进,特别是提出了一个改进回热器温度不均匀分配的方案,得到了很好的验证.
关键词:
大尺寸脉管
,
模拟
,
实验
,
回热器温度不均匀
林文野
,
吴小华
,
杨鲁伟
,
杨俊玲
工程热物理学报
对热压缩机中关键的换热过程建立了简化模型并进行了数值计算，计算得出声功及热效率随着小孔系数的变化存在最佳值，增大平衡压力和加热温度可以增大系统声功。建立了可测量声功的热压缩机实验系统，在不同的小孔系数下测量了声功，并对比分析了实验与数值结果，二者随小孔系数变化的趋势相同，但值相差较大。通过进一步的对比分析发现，这主要是实验中余隙容积过大和回热器换热不充分造成的，余隙容积和回热器传热效果对热压缩机性能的影响很大。
关键词:
热压缩机
,
数值模拟
,
实验
,
声功
,
热效率
