G-M型中高頻單級(jí)脈沖管制冷機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、脈沖管制冷機(jī)是一種新興的小型低溫制冷機(jī)。脈沖管制冷機(jī)的制冷機(jī)理比較復(fù)雜，其能量傳輸涉及到熱力學(xué)、流體力學(xué)和傳熱學(xué)等多學(xué)科問題。對(duì)脈沖管制冷機(jī)的研究有望對(duì)小型低溫制冷領(lǐng)域產(chǎn)生有力的推動(dòng)。本文結(jié)合所承擔(dān)的國(guó)家自然項(xiàng)目基金，在G-M型脈沖管的設(shè)計(jì)和調(diào)相方式方面做了有益的探索。
　　 影響脈沖管制冷機(jī)性能的主要有制冷機(jī)的幾何尺寸和運(yùn)行參數(shù)兩部分。其中在脈沖管的幾何尺寸選擇上大多依靠經(jīng)驗(yàn)。本文結(jié)合熱力學(xué)第一、第二定律，對(duì)脈沖管系統(tǒng)展開熱力

2、學(xué)分析。分析系統(tǒng)主要部件的不可逆損失，以系統(tǒng)的不可逆損失最小為原則。在給定壓縮機(jī)和工作環(huán)境的前提下，設(shè)計(jì)出最佳的脈沖管幾何尺寸，同時(shí)在滿足蓄冷器功能需要的基礎(chǔ)上對(duì)蓄冷器的最佳幾何尺寸展開設(shè)計(jì)討論。同時(shí)根據(jù)慣性管的阻抗和幅角的計(jì)算方法，為脈沖管制冷機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了合適的慣性管，通過實(shí)驗(yàn)比較慣性管的適用范圍。
　　 本文對(duì)單級(jí)中頻脈沖管制冷機(jī)的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在相同的壓縮機(jī)出口壓力情況下，在不同頻率下分別使用小孔氣庫(kù)、小孔氣庫(kù)配合雙

3、向進(jìn)氣和慣性管的調(diào)相方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究以尋找最低溫度，并對(duì)實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行分析，研究不同頻率情況下系統(tǒng)的性能狀況，分析了影響制冷機(jī)系統(tǒng)工作性能的因素。
　　 實(shí)驗(yàn)中所獲得最低溫度和冷量與設(shè)計(jì)存在一定的差距。實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量了不同運(yùn)行條件下的蓄冷器熱端、脈沖管熱端和氣庫(kù)的壓力波，并以此計(jì)算它們壓力波和質(zhì)量流之間的相位差的影響。通過壓力波和質(zhì)量流相位差的分析來評(píng)價(jià)脈沖管制冷機(jī)的性能，結(jié)合焓流理論解釋了小孔開度、運(yùn)行頻率、充氣壓力和壓力對(duì)系統(tǒng)制