【摘要】：本文介紹了由VM型熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的脈沖管制冷機(jī)基本結(jié)構(gòu)、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。熱壓縮機(jī)借鑒VM制冷機(jī)產(chǎn)生壓力波動(dòng)的方式,即依靠室溫與冷源之間的溫度差產(chǎn)生壓力波動(dòng),驅(qū)動(dòng)低溫級(jí)脈沖管制冷機(jī)。利用液氮溫區(qū)制冷機(jī)為熱壓縮機(jī)提供所需要的冷量,避免使用低溫液體帶來(lái)的不便。低溫級(jí)脈沖管制冷機(jī)的回?zé)崞髋c脈管采用U型布置,調(diào)相機(jī)構(gòu)采用小孔氣庫(kù)加雙向進(jìn)氣方式。這種結(jié)構(gòu)不使用有閥壓縮機(jī),可以產(chǎn)生低頻壓力波動(dòng),保證回?zé)崞髟诘蜏貐^(qū)高效工作。在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,改造熱壓縮機(jī)回?zé)崞鞒叽缗c填料,使用Sage軟件進(jìn)行了整機(jī)模擬,對(duì)調(diào)相機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,考察其在不同的運(yùn)行頻率、平均壓力、排出器位移下的制冷性能。對(duì)改造后的脈沖管制冷機(jī)進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究,獲得14.4K無(wú)負(fù)荷制冷溫度。
【圖文】：

３期邐王亞男等：ＶＭ型脈沖管制冷機(jī)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究邐４７１逡逑有內(nèi)稟的不可逆損失。Ｓｔｉｒｌｉｎｇ型制冷機(jī)基于Ｓｔｉｒｌｉｎｇ邐機(jī)模型，右半部分為制冷機(jī)模型。改造方案基于的逡逑循環(huán)，具有潛在的高效性，但其通常工作在高頻工況邐思路是；先單獨(dú)計(jì)算低溫脈沖管制冷機(jī)，提取其入逡逑下，回?zé)崞髟诘蜏貐^(qū)尤其到液氦溫區(qū)損失很大，效率邐口阻抗幅值與相位角；將其阻抗帶入熱壓縮機(jī)程序逡逑較低。為了獲得極低溫區(qū)，需要采用三級(jí)及三級(jí)以上邐匹配計(jì)算；以效率最高為目標(biāo)函數(shù)（效率＝輸出聲逡逑結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)復(fù)雜，熱效率低ｐ＾４）。邐功／預(yù)冷量），以回?zé)崞鳠岫藲怏w位移幅值／回?zé)崞鏖L(zhǎng)逡逑針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)σ汉さ蜏刂评錂C(jī)提出的更邐度＜２０％為限制條件，，優(yōu)化回?zé)崞鞯闹睆脚c長(zhǎng)度；在逡逑高要求，諸如系統(tǒng)緊湊、效率高、振動(dòng)噪音孝壽命邋最優(yōu)直徑與長(zhǎng)度下，優(yōu)化回?zé)崞鞑讳P鋼絲網(wǎng)填料的逡逑長(zhǎng)、免維護(hù)周期長(zhǎng)等，借鑒ＶＭ制冷機(jī)產(chǎn)生壓力波動(dòng)邐目數(shù)與絲徑。經(jīng)過(guò)計(jì)算，最終選定其參數(shù)如表１所逡逑的方式基于脈沖管制冷機(jī)冷端無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、結(jié)邐示，回?zé)崞魈畛洌福澳坎讳P鋼絲網(wǎng)，絲徑為ＵＯｐｍ。逡逑構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，文獻(xiàn)閱發(fā)展了逡逑干式（ｃｒｙｏｇｅｎ－ｆｒｅｅ）ＶＭ型熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的脈沖管制邐預(yù)冷系統(tǒng)逡逑冷機(jī)。其中，熱壓縮機(jī)的排出器由動(dòng)磁式直線電機(jī)邐ｊ邋＾邐熱ｆ宿機(jī)逡逑驅(qū)動(dòng)，依靠室溫與冷源之間的溫度差產(chǎn)生壓力波動(dòng)；邐７ｉ－１邐Ｘ一逡逑兩臺(tái)液氮溫區(qū)斯林型脈沖管制冷機(jī)提供熱壓縮機(jī)所逡逑需要的冷量，有利于優(yōu)化控制熱壓縮機(jī)低溫端溫度邐ｐ一＂ｆｊ一￣低溫級(jí)脈管制冷機(jī)逡逑和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的緊湊性；脈沖管制冷機(jī)由熱壓縮機(jī)邐ｐＭＡＭ＾Ｓ邋—邋＿邋Ｔ逡逑產(chǎn)生的壓力波動(dòng)驅(qū)動(dòng)。該制冷機(jī)運(yùn)行頻率

，修改熱壓縮機(jī)回?zé)徇姡姡姡咤义掀饕蕴岣咂漭敵鰤罕�。�?duì)修改后的制冷機(jī)進(jìn)行整機(jī)邐＿邐Ｔ１２逡逑模擬，考察其在不同頻率、平均壓力以及排出器位邋邐ｒｎ？ＵｉＬ＾ＭｉｒｒＩｍ丨ｔｈ逡逑移下的性能，并對(duì)制冷機(jī)進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。邐ｗｄ逡逑１系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹邐｜邐Ｔ１１逡逑在文獻(xiàn)［７］工作的基礎(chǔ)上，對(duì)熱壓縮機(jī)回?zé)崞鬟娡停咤义线M(jìn)行改造以提高其輸出壓比。ＶＭ型熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)邐Ｔ逡逑脈沖管制冷機(jī)結(jié)構(gòu)如圖１所示，基于Ｓａｇｅ軟件的邐圖１邋ＶＭ型熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖管制冷機(jī)結(jié)構(gòu)逡逑整機(jī)模擬程序如圖２所亦，圖２左半部分為熱壓縮邐Ｆｉｇ．邋１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ＶＭ邋ｔｙｐｅ邋ｐｕｌｓｅ邋ｔｕｂｅ邋ｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒ逡逑０－＾邋Ｐｓｔｄｙ邋６邐７邋７／ｗＧｉ邋￣８邐２５邋ｉｎｎ，邋＜－＾￣＼－＞ｍＱ４４邋４４邐ｔ邋－＾ｍｃ，Ａ３邋４３邋／ｎｃ．－＜－．邐ｍ0．３３逡逑ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｓｏｕｒｃｅ邋ｅｘｃｈａｎｇｅｒ－ｈｏｔ邐ｒｅｇｅｎｒａｔｏｒ邐ＨｏＣｕ２邐ｃｏｌｄｈｅａｄ邐ｔｕｂｅ邋ｂｕｎｄｌｅ逡逑２ｍｏ＇＾ｍ＇ａｌｌ，７ｍａ３３ＭＵ，＾＾ｍ３４邋３４邋ｍｉ＾＾３５逡逑ｅｘｃｈａｎｇｅｒ－ｃｏｌｄ邋ＣｏｌｄＴｕｂｅ邐ｓｐａｃｅ－Ｃｏｌｄ邐ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ邋ｔｕｂｅ邋Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ邋Ａｍｂｉｅｎｔ邋ｔｕｂｅ邋ｂｕｎｄｌｅ逡逑Ｈｅａｔ邋Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ逡逑１６邐－＞ＰＰｈ？邋１７１２邋ｍＱＸ—）－＞ｍｅｎ邋１３邋＾邋尸ｐｈｓｒ＾ｉ：：：：）—士（ｉｌ邋１２邋４２ｍａ，＜－邋Ａ＼邋－？ｗｇｉ４１邐４１邋ｍＧ＼＜－邋ｃ：：＾逡逑Ｄｉｓｐｌａｃｅｒ邐ＡｍｂｉｅｎｔＴｕｂｅ邐ｓｐａｃｅ－ｈｏｔ邐ｓｈａ
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.51376187,No.51576205)
【分類號(hào)】：TB651

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10 譚幼z

本文編號(hào)：2529571