低溫慣性管調(diào)相的35K兩級(jí)高頻脈管制冷機(jī)研究.pdf

1、與低頻G-M型脈管制冷機(jī)相比,高頻斯特林型脈管制冷機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高、無(wú)需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn);與斯特林制冷機(jī)相比,由于脈管冷端無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,具有壽命長(zhǎng)的潛在優(yōu)勢(shì)。為此,采用室溫下長(zhǎng)壽命線性壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的高頻脈管制冷機(jī)是適合空間探測(cè)器冷卻要求的潛在機(jī)型。
　　 35K溫區(qū)是空間低溫技術(shù)中的一個(gè)重要溫區(qū),該溫區(qū)的制冷機(jī)主要用于HgCdTe(碲鎘汞)探測(cè)器的冷卻,一般需要與85K溫區(qū)相結(jié)合,以冷卻相應(yīng)的光學(xué)設(shè)備。同時(shí),為實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行

2、的4K預(yù)冷型高頻脈管制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)全部斯特林結(jié)構(gòu)做準(zhǔn)備,本文采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法開(kāi)展了35K高頻脈管制冷機(jī)的基礎(chǔ)研究工作。
　　 1.設(shè)計(jì)了一臺(tái)35K兩級(jí)分離型帶低溫慣性管的高頻脈管制冷機(jī)
　　 在文獻(xiàn)調(diào)研和理論分析的基礎(chǔ)上,確定了采用兩級(jí)分離型(熱耦合型)高頻脈管制冷機(jī)來(lái)達(dá)到3.5K溫區(qū)的制冷要求;在掌握慣性管調(diào)相機(jī)理的基礎(chǔ)上,確定了全慣性管的調(diào)相方式,其中第一級(jí)采用室溫慣性管調(diào)相,第二級(jí)采用低溫慣性管調(diào)相;基于回?zé)?/p>

3、器數(shù)值計(jì)算軟件REGEN,提出了第二級(jí)回?zé)崞骼涠?RG22段)的最佳回?zé)崽盍蠟?00目不銹鋼絲網(wǎng),打破了在這一溫區(qū)采用鉛丸回?zé)岵牧系膫鹘y(tǒng)思想;并在此基礎(chǔ)上,以第二級(jí)回?zé)崞骼涠?RG22段)的效率為優(yōu)化目標(biāo),完成第二級(jí)回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)的選擇,并依次確定了第二級(jí)脈管、第二級(jí)換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸和形式、以及低溫慣性管的尺寸,給出了第二級(jí)脈管制冷機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。
　　 2.自行搭建了35K兩級(jí)高頻脈管制冷機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)