脈管制冷機及氦氫混合工質(zhì)制冷性能研究.pdf

1、由于脈管制冷機的低溫端沒有運動部件,具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、壽命長、振動小等突出優(yōu)點,因此避免了由于工質(zhì)相變引起活塞或排出器等運動部件受損害的可能性,是適合于進行混合工質(zhì)制冷性能研究的首選低溫制冷機.從工質(zhì)角度出發(fā),提高脈管制冷機效率的研究已經(jīng)取得了顯著進展.本文回顧了脈管制冷機發(fā)展歷史和最新研究進展,開展了單級脈管制冷機的改進和試驗,并從混合工質(zhì)特性和回熱器性能角度出發(fā),進行采用氦氫混合工質(zhì)的脈管制冷性能的研究工作.具體內(nèi)容介紹如下:

2、1、氦氫混合工質(zhì)制冷與蓄冷填料的吸收(附)特性根據(jù)改進的Btayton循環(huán),對氦氫混合工質(zhì)在25~35K溫度范圍內(nèi)的制冷性能做了理論預測分析,同時計算分析了回熱器磁性蓄冷填料Er<,3>Ni的吸氫特性.理論分析結(jié)果表明,磁性蓄冷填料Er3Ni在吸收氦氫混合工質(zhì)中的氫組分后,其相應的比熱容明顯增加,有可能改善回熱器的回熱性能,結(jié)合氦氫混合工質(zhì)在一定配比范圍內(nèi)較純氦優(yōu)越的制冷性能,二者的共同影響對脈管制冷機制冷性能的大幅度提高起到了積極作用

3、.2、20K溫區(qū)單級脈管制冷性能實驗對原有單級脈管制冷機進行部分改進,采用雙閥調(diào)節(jié)雙向進氣方式,進行了單級脈管制冷機時序、頻率特性研究,確定了該制冷機的最佳操作參數(shù),使得該系統(tǒng)的最低制冷溫度降至22.4K,在80K時能提供5.65W的制冷量,為混合工質(zhì)實驗奠定了基礎.3、氦氫混合工質(zhì)脈管制冷性能實驗進行了氦氫混合工質(zhì)在二級脈管制冷機中的實驗研究,在實驗過程中觀察到了氦氫混合工質(zhì)在制冷過程中出現(xiàn)的氣-液相變現(xiàn)象.實驗結(jié)果表明,氫組分含量在