赵月晶
,
戴巍
,
王晓涛
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陈燕燕
,
罗二仓
工程热物理学报
为了研究液氦温区脉冲管制冷机的性能,本文对脉冲管制冷机中4K回热器进行了数值模拟分析,建立了包括压缩腔、高温换热器、回热器、低温换热器和膨胀腔等五个区域的数理模型,同时考虑了4He的非理想性以及钬铜体积热容随温度变化的影响;对4K回热器的传热与交变流动过程进行了数值模拟,并分析了回热器中总能流、声功流、体积流率分布、相位的分布和温度分布.计算结果显示,系统在运行频率5 Hz,压缩腔入口压比1.37,输入声功8.14 W的情况下,理论预测在4.2 K时制冷量为0.27 W,考虑膨胀活塞回收的声功后相对卡诺效率为20.6％.
关键词:
液氦温区
,
脉冲管制冷机
,
氦气非理想性
,
数值模拟
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
侯宇葵
,
周远
,
巨永林
,
梁惊涛
,
朱文秀
工程热物理学报
本文用数值方法对热端温度对微型高频同轴脉冲管制冷机性能的影响进行了分析,并将其与实验结果进行了比较,随着热端温度的升高,制冷机的最低制冷温度单调升高,制冷量单调减少,试验结果与数值计算结果定性相符.在此基础上,探讨了高频微型同轴脉冲管制冷机和辐射制冷器相结合在空间飞行器中的应用,提出了两种应用模式,用数值方法对之进行了分析.
关键词:
脉冲管制冷机
,
低温制冷机
朱尚龙
,
罗二仓
,
戴巍
,
吴张华
工程热物理学报
本文介绍一种针对纯惯性管以及惯性管加无限大气库的选型图表.系统介绍了其设计理论.通过与实验值的对比,采用了符合较好的简化湍流模型进行计算.为了使图表易于使用,本文提出了一组更实用的无量纲参数和计算"无限大"气库体积的方法.最终,通过两个实例,给出了应用该表的使用方法和应注意的问题.
关键词:
惯性管
,
调相机构
,
脉冲管制冷机
,
简化湍流模型
余国瑶
,
朱尚龙
,
戴巍
,
罗二仓
,
王晓涛
工程热物理学报
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.
关键词:
高频
,
驻波热声发动机
,
脉冲管制冷机
,
制冷量
徐静远
,
余国瑶
,
张爽
,
戴巍
,
罗二仓
工程热物理学报
高频脉冲管制冷机具有较高的能量密度和比功率,具有重要的发展前景.本文对采用纤维毡作为回热器填料的300 Hz两级脉冲管制冷机进行了数值模拟.首先优化了系统尺寸,考察了系统平均压力与制冷机入口压比对系统性能的影响;重点研究了不锈钢纤维毡的丝径和孔隙率对制冷机性能的影响,并且将最优尺寸下不锈钢丝网和纤维毡作为填料时对制冷机性能影响进行了对比.当制冷机入口压比为1.2时,纤维毡作为回热器填料的系统获得了26.4 K的无负荷冷头温度,相比丝网作为填料的系统下降了近10 K,此时不锈钢纤维毡丝径为8μm,孔隙率为85％.
关键词:
不锈钢纤维毡
,
脉冲管制冷机
,
高频
,
无负荷温度
顾超
,
周远
,
季伟
,
王俊杰
,
朱文秀
工程热物理学报
直流是脉冲管制冷机中重要的机理性问题.本文介绍了脉冲管制冷机第三种直流效应的最新理论研究结果,深入分析了第三种直流效应的产生机理和影响因素.结合制冷机系统的流动和热力学非对称性,通过实验研究了脉冲管制冷机第三种直流效应对几何结构、冷头温度、频率、压力等参数的敏感性.
关键词:
脉冲管制冷机
,
第三种直流
,
敏感性
,
不对称压差
蔡惠坤
,
杨俊玲
,
杨鲁伟
,
梁惊涛
,
罗二仓
,
周远
工程热物理学报
本文分析了超高频下脉冲管制冷机的两个特点,并在理论分析和计算的基础上,利用强波热声发动机作为驱动源,形成300 Hz的超高频条件,研制了一套两级的脉冲管制冷机,着重考察了调相结构(小孔气库和惯性管)对制冷机的影响.经初步优化,二级冷头温度在1000 W时达到了66.54 K,1200 W时达到了64.64 K.
关键词:
超高频
,
脉冲管制冷机
,
热穿透深度
,
惯性管
张洋洋
,
赵雅楠
,
闫涛
,
洪国同
,
李洋
工程热物理学报
本文介绍的小型液氮零蒸发系统主要由脉冲管制冷机、低温热虹吸管和小型液氮杜瓦等部件组成.其既可以用于低温液体的长期无损存储,也可以作为一种稳定可靠的复合式低温冷源;具有超长寿命、温度均匀稳定、无需补液以及隔离振动和电磁干扰等优点.文中简要介绍了该套小型零蒸发系统的结构设计与热设计,重点对该系统的运行特性进行了初步分析和实验研究,包括启动过程、运行动态、稳态平衡以及变工况运行等,掌握了低温液体零蒸发系统的运行规律.
关键词:
零蒸发系统
,
脉冲管制冷机
,
热设计
,
无损存储
