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60K单级高频同轴脉冲管制冷机性能研究

党海政 , 王立保 , 杨开响 , 李姗姗 , 沈玮斌 , 府华 , 左志强 , 熊超 , 吴亦农

设计出60 K温区2 W冷量级别惯性管型单级高频同轴脉冲管制冷机并进行了系统试验,分析研究并获取了最优工作频率和最佳的蓄冷器与脉冲管长度匹配及布置。制冷机典型试验性能为在91 W压缩机输入电功和300 K散热温度的条件下,在60 K获取2 W净制冷量,在60 K的比卡诺效率达到8.8%。

关键词: 惯性管型 , 单级 , 同轴脉冲管制冷机 , 2 , W@60 , K

为了解决制冷机实验中线性压缩机与冷指不匹配的问题,本文以热声学理论为基础,对线性压缩机与冷指的匹配规律探索研究.基于压缩活塞的运动控制微分方程、电机的电压平衡方程和整机的阻抗特性,研究压缩机电机效率和PV功转化效率的影响因素和提高方法.在匹配原理的指导下,对一台双磁钢动磁式线性压缩机驱动的气动分置式斯特林制冷机进行优化分析,优化后,制冷机获得6 W/S0 K制冷性能所需的电功从163.5 W降低到86.8 W,压缩机的电机效率从68.6％提高到79.6％.

关键词: 气动分置式斯特林制冷机 , 匹配规律 , 阻抗 , PV功效率

6W@60K脉管制冷机的优化及实验研究

张安阔 , 吴亦农 , 刘少帅 , 蒋燕阳 , 蒋珍华 , 陆志

工程热物理学报

设计制作了一台6W@60K同轴型脉管制冷机,用于冷却一碲镉汞红外探测器.通过脉管制冷机结构特点的分析及系统阻抗特性的研究,给出压缩机内部气体阻抗实虚部与PV功转换效率之间的变化规律,从而为设计出高效的脉管制冷机提供有益指导.完成了该脉管制冷机的设计、制作及性能测试工作.实验表明该制冷机在150 W电功输入下可获得低于40 K最低温度,195 W电功输入下60 K可获得6W制冷量,比卡诺效率为12％.

关键词: 脉管制冷机 , 6W@60K , 阻抗

线性压缩机RC负载测量法

甘智华 , 王龙一 , 刘东立 , 张学军 , 吴亦农

工程热物理学报

与传统的位移传感器测量方法相比，RC负载法通过在线性压缩机出口连接阀门（R）和气库（C）来模拟阻抗特性，可以直接测量压缩机出口PV功，是一种非接触的无损检测方法，且具有装配简单的优点。此外，RC负载还可以直接用来模拟制冷机冷头阻抗，从而为压缩机与冷头之间的匹配提供参考。本文首先对线性压缩机进行建模计算，进而开展了线性压缩机驱动RC负载的实验研究，验证了该方法的有效性。

关键词: 线性压缩机 , 模型 , RC负载 , 效率

百赫兹气动斯特林制冷机实验研究

张小斌 , 王龙一 , 甘智华 , 袁园 , 葛志刚 , 吴亦农

工程热物理学报

提高运行频率可以增大功率密度,从而在维持效率一定的情况下有效减小制冷机的体积和重量.本文针对一台工作在100 Hz以上频率的气动斯特林制冷机开展了实验研究.实验表明,在一台商用线性压缩机驱动下,该制冷机可获得77.1 K的最低无负荷制冷温度,当工作在105 Hz,充气压力2.50 MPa时,可在100.0 K提供0.52 W制冷量.

关键词: 斯特林制冷机 , 气动 , 百赫兹 , 线性压缩机 , 实验

污染对斯特林制冷机性能影响的实验研究

杨宝玉 , 吴亦农 , 府华

工程热物理学报

向斯特林制冷机内在线、连续地添加污染杂质进行污染加速试验,得到了不同污染对制冷机性能影响的量化规律.结果表明,随着污染量的增加,制冷能力首先稍微增强,然后出现衰减.水蒸气、酒精、丙酮分别在74 mg、31 mg、114 mg使制冷性能产生约40%的衰减.此外,加入污染后降温速率变慢.从换热、流阻角度对结果进行了分析.实验结论有助于斯特林制冷机的可靠性考核和寿命预测.

关键词: 斯特林制冷机 , 污染 , 蓄冷器