隨著高溫超導技術、液化空氣技術和低溫液體保存技術快速發(fā)展,大冷量低溫制冷需求也越來越多。斯特林制冷機有著高效、低噪和安全等方面的優(yōu)勢,在低溫制冷領域起到了重要作用。目前對大冷量斯特林制冷機回熱器缺少高精度量化計算方法,對回熱器結構參數(shù)和工作參數(shù)之間相互影響機制也有待進一步探討。本文以曲柄連桿驅動的四缸大冷量斯特林制冷機為研究對象,對制冷機和回熱器性能進行數(shù)值模擬和實驗研究。模擬計算采用Sage軟件,實驗用大冷量四缸斯特林制冷機由斯特林發(fā)動機改造而成。斯特林制冷機模擬計算表明,絲網(wǎng)絲徑或孔隙率的增加都會降低回熱器阻力損失,同時也會導致焓流損失增加。各絲徑存在一種孔隙率使焓流損失產(chǎn)生突變�；責崞鞲黜棑p失中以阻力損失為主。改變回熱器的放置方式,從熱端到冷端孔隙率逐漸增大時,回熱效果更好。模擬分析制冷機充氣壓力和工作頻率兩種工況對制冷機性能影響,存在最佳工作狀態(tài)使各項損失降到最低,制冷性能最好。COP隨充氣壓力的增加而降低,充氣壓力較低時,COP隨工作頻率先降低后升高,最低點在20～25 Hz;充氣壓力較高時,COP隨工作頻率增加而增加。斯特林制冷機實驗研究發(fā)現(xiàn),當充氣壓力為1.5 MPa,輸... 

【文章來源】：遼寧科技大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 研究背景
    1.2 斯特林制冷機研究現(xiàn)狀
        1.2.1 結構研究進展
        1.2.2 理論研究進展
    1.3 斯特林制冷機回熱器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內容
        1.4.1 已有研究中主要問題
        1.4.2 研究內容
2.大冷量斯特林制冷機理論
    2.1 制冷機工作原理
    2.2 三級分析理論
        2.2.1 粘性壓力梯度F
        2.2.2 薄膜傳熱
        2.2.3 氣體軸向導熱熱流
        2.2.4 狀態(tài)方程
        2.2.5 求解方法
        2.2.6 填料氣體域
    2.3 制冷系統(tǒng)熱力學分析
        2.3.1 整體熱力學分析
        2.3.2 能量流分析
    2.4 制冷機不可逆損失分析
        2.4.1 回熱器內損失
        2.4.2 傳動機構損失
        2.4.3 潤滑油對工質污染帶來的損失
        2.4.4 電機損失
    2.5 本章小結
3.斯特林制冷機整機模擬
    3.1 模型參數(shù)設置
        3.1.1 氣源
        3.1.2 膨脹活塞
        3.1.3 壓縮腔
        3.1.4 冷卻器
        3.1.5 回熱器
        3.1.6 冷端換熱器
        3.1.7 膨脹腔
        3.1.8 動力活塞
        3.1.9 熱源
    3.2 模擬結果與分析
        3.2.1 回熱器
        3.2.2 工作頻率
        3.2.3 充氣壓力
    3.3 斯特林制冷機性能預測
    3.4 本章小結
4.斯特林制冷機回熱器性能實驗
    4.1 實驗系統(tǒng)
        4.1.1 冷水機組
        4.1.2 真空絕熱系統(tǒng)
        4.1.3 測量系統(tǒng)
        4.1.4 實驗工況參數(shù)
    4.2 實驗結果及分析
        4.2.1 降溫曲線
        4.2.2 壓力曲線
        4.2.3 性能曲線
        4.2.4 充氣壓力影響
        4.2.5 回熱器的影響
        4.2.6 回熱器阻力及擬合
    4.3 本章小結
5.總結與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]高溫超導用自由活塞斯特林制冷機理論研究[J]. 王波,葉重,朱魁章,楊坤.  低溫與超導. 2012(08)
[5]振蕩流下回熱器壓降特性的實驗研究[J]. 張曉青,廖宜利,胡志永,潘衛(wèi)明,劉靖飆.  工程熱物理學報. 2012(01)
[6]回熱式低溫制冷機用回熱器結構研究綜述[J]. 陳曦,郭永飛,張華,吳亦農(nóng).  制冷學報. 2011(03)
[7]動磁式線性斯特林制冷機仿真分析[J]. 夏明,陳曉屏.  紅外技術. 2009(08)
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博士論文
[1]液氦溫區(qū)斯特林型脈管制冷機實際氣體效應影響及性能優(yōu)化研究[D]. 韓磊.浙江大學 2016
[2]液氮溫區(qū)大功率斯特林型脈管制冷機回熱器溫度不均勻性及性能優(yōu)化研究[D]. 孫久策.浙江大學 2013



本文編號：3169304