單級G-M型脈管制冷機性能研究.pdf

1、脈管制冷機是上世紀60年代中期發(fā)展起來的一種新型低溫制冷機，比常規(guī)回熱式制冷機具有更高的可靠性、更小的機械振動和更低的電磁噪聲。近年來隨著脈管制冷機性能的逐漸提高，在各種應用場合顯示出了很強的競爭力，其潛在應用范圍涉及航空航天、軍事、低溫電子學、低溫醫(yī)學、氣體液化等諸多領(lǐng)域。 本文以進一步降低單級G-M型脈管制冷機最低制冷溫度、提高其在20-40K溫區(qū)制冷量和制冷效率(COP)為工作重點進行了理論和實驗研究。在數(shù)值模擬軟件REG

2、EN3-2和熱力學分析的基礎(chǔ)上，重點對制冷機中的核心部件回熱器進行了改進工作，主要包括使用不同水力直徑的鉛丸；增加磁性蓄冷材料Er3Ni；使用不銹鋼絲網(wǎng)代替磷青銅絲網(wǎng)；使用300目不銹鋼絲網(wǎng)代替原有250目不銹鋼絲網(wǎng)等。實驗結(jié)果表明，其最低制冷溫度從13．8K降至11．1K，為單級G-M型脈管制冷機的最低制冷溫度新紀錄。該制冷機可在20、30、40K分別獲得17．8、40．7和64．4W的制冷量，使脈管制冷機同樣可以應用于原本必須使用G