大功率斯特林型脈管制冷機的設(shè)計研究.pdf

1、高溫超導(dǎo)HTS(High Temperature Super conducting)和液化技術(shù)的發(fā)展對低溫制冷機的制冷量、初投資、可靠性等提出了更高的要求。脈管制冷機在低溫下沒有運動部件,具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、長壽命等優(yōu)點,由線性壓縮機驅(qū)動的大冷量斯特林型脈管制冷機在30-80K溫區(qū)若能提供與G-M型制冷機相當甚至更大的制冷量和更高的制冷效率,可望成為上述應(yīng)用的理想選擇。因此,近年來大功率脈管制冷機逐漸成為低溫制冷領(lǐng)域的研究熱點。建造

2、大功率斯特林型脈管制冷機面臨著前所未有的理論和技術(shù)挑戰(zhàn),主要包括大功率、大幾何尺寸高頻回?zé)崞鞯膿p失機理、大功率緊湊式換熱器設(shè)計等關(guān)鍵科學(xué)問題。本文的主要工作內(nèi)容包括:
　　 1、基于回?zé)崞鲾?shù)值計算軟件REGEN3.3,本文對大功率脈管制冷機的核心部件回?zé)崞鬟M行了模擬計算。系統(tǒng)分析了回?zé)崞鲙缀纬叽纭⒒責(zé)崞魈盍虾屠涠藟罕鹊葘χ评錂C性能的影響。
　　 2、本文首次引入“功效系數(shù)法”,實現(xiàn)了脈管制冷機制冷系數(shù)COP和制冷量Qc的

3、雙目標優(yōu)化。該方法也可實現(xiàn)低溫制冷機制冷系數(shù)、制冷量、整機質(zhì)量、體積、壽命等的多目標優(yōu)化,初步解決了傳統(tǒng)低溫制冷機設(shè)計方法僅能實現(xiàn)單目標優(yōu)化的難題。
　　 3、在1和2的基礎(chǔ)上,本文完成了國內(nèi)首臺線性壓縮機驅(qū)動的大功率斯特林型脈管制冷機的整機設(shè)計,設(shè)計目標為300W@77K,輸入PV功為3.47kW,并已完成制冷機的組裝和實驗準備工作,即將進入測試階段。
　　 4、針對大功率線性壓縮機尚未國產(chǎn)化、價格昂貴等問題,本文提出