G-M型中高頻單級脈沖管制冷機的實驗研究.pdf

1、脈沖管制冷機是一種新興的小型低溫制冷機。脈沖管制冷機的制冷機理比較復(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。對脈沖管制冷機的研究有望對小型低溫制冷領(lǐng)域產(chǎn)生有力的推動。本文結(jié)合所承擔(dān)的國家自然項目基金，在G-M型脈沖管的設(shè)計和調(diào)相方式方面做了有益的探索。
　　 影響脈沖管制冷機性能的主要有制冷機的幾何尺寸和運行參數(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。本文結(jié)合熱力學(xué)第一、第二定律，對脈沖管系統(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。在給定壓縮機和工作環(huán)境的前提下，設(shè)計出最佳的脈沖管幾何尺寸，同時在滿足蓄冷器功能需要的基礎(chǔ)上對蓄冷器的最佳幾何尺寸展開設(shè)計討論。同時根據(jù)慣性管的阻抗和幅角的計算方法，為脈沖管制冷機系統(tǒng)設(shè)計了合適的慣性管，通過實驗比較慣性管的適用范圍。
　　 本文對單級中頻脈沖管制冷機的性能進行了實驗研究。在相同的壓縮機出口壓力情況下，在不同頻率下分別使用小孔氣庫、小孔氣庫配合雙

3、向進氣和慣性管的調(diào)相方式進行實驗研究以尋找最低溫度，并對實驗效果進行分析，研究不同頻率情況下系統(tǒng)的性能狀況，分析了影響制冷機系統(tǒng)工作性能的因素。
　　 實驗中所獲得最低溫度和冷量與設(shè)計存在一定的差距。實驗中，測量了不同運行條件下的蓄冷器熱端、脈沖管熱端和氣庫的壓力波，并以此計算它們壓力波和質(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價脈沖管制冷機的性能，結(jié)合焓流理論解釋了小孔開度、運行頻率、充氣壓力和壓力對系統(tǒng)制