對大冷量氣體軸承斯特林制冷機(jī)及其與杜瓦耦合方式進(jìn)行了論述,對插拔式杜瓦耦合漏熱損失進(jìn)行了理論計算及試驗分析,結(jié)果表明,插拔式杜瓦耦合損失為76.1%,制冷量僅有2 W@80 K。經(jīng)分析可知,制冷機(jī)冷指與杜瓦內(nèi)膽之間產(chǎn)生的環(huán)隙漏熱是影響耦合性能的主要因素,通過對環(huán)隙采用真空密封方式和減小環(huán)隙引起的漏熱損失,耦合損失降至16.5%,制冷量提升至7 W@80 K。該耦合方式簡單可靠,易于操作,滿足制冷機(jī)可拆卸更換和維修的工程化需求。 

【文章來源】：低溫與超導(dǎo). 2020,48(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

SZZ10000型氣體軸承斯特林制冷機(jī)

為驗證制冷機(jī)性能,搭建氣體軸承斯特林制冷機(jī)測試平臺, 得到了該制冷機(jī)在不同環(huán)境溫度(常溫23 ℃、低溫-40 ℃及高溫60 ℃)下的降溫曲線,如圖2所示。該制冷機(jī)輸出制冷量為10.3 W@77 K/23 ℃,制冷效率COP為6.05%,常溫環(huán)境下該制冷機(jī)的最低溫度可降至40 K。3 耦合方式

根據(jù)二者的組合關(guān)系,制冷機(jī)與杜瓦的耦合方式主要分為集成式和插拔式兩種。集成式結(jié)構(gòu)是通過焊接方式,將制冷機(jī)與杜瓦集成為一體的結(jié)構(gòu),制冷機(jī)冷指直接置于杜瓦內(nèi),二者不可拆分,一旦制冷機(jī)發(fā)生故障,制冷機(jī)無法進(jìn)行更換和維修,若拆卸杜瓦將造成整體破壞而報廢。插拔式結(jié)構(gòu)是制冷機(jī)、杜瓦各自獨(dú)立,兩者通過密封法蘭進(jìn)行連接,制冷機(jī)冷指與杜瓦內(nèi)膽進(jìn)行耦合,制冷機(jī)冷頭通過杜瓦冷板貼合進(jìn)行導(dǎo)冷。當(dāng)制冷機(jī)發(fā)生故障時,可進(jìn)行拆卸維修或更換。相比集成式結(jié)構(gòu),由于插拔式結(jié)構(gòu)增加了制冷機(jī)冷頭與杜瓦冷板之間的傳熱接觸熱阻、杜瓦內(nèi)膽的導(dǎo)熱漏熱,及制冷機(jī)冷指與杜瓦內(nèi)膽之間的環(huán)隙漏熱等損失,因此該結(jié)構(gòu)的冷損大于集成式結(jié)構(gòu)。插拔式結(jié)構(gòu)杜瓦的耦合方式可分為直接耦合和間接耦合兩種。直接耦合即將制冷機(jī)冷頭與插入式杜瓦冷板直接進(jìn)行耦合接觸,接觸面之間通過填充良好的導(dǎo)熱介質(zhì)以減小接觸熱阻,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計來精確把握二者的耦合壓縮量,耦合壓縮量過大將導(dǎo)致制冷機(jī)薄壁冷指因受力過大而變形,過小則導(dǎo)致冷頭與杜瓦冷板不能充分接觸而造成熱阻增加,影響制冷性能。間接耦合即通過在冷頭與杜瓦冷板之間增加一個耦合器進(jìn)行過渡耦合,耦合器一般為柔性結(jié)構(gòu),用導(dǎo)熱優(yōu)良的材料加工制作,柔性結(jié)構(gòu)可通過預(yù)留一定的壓縮量,保證耦合良好,同時不會損傷制冷機(jī)薄壁冷指。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3043100