不同温比下自由活塞斯特林发电机的数值研究

为提高自由活塞斯特林动力系统的输出功率和热电转换效率,通过Sage软件对斯特林机的关键参数进行模拟研究,探讨关键参数在不同温比下对发电机输出功率和热电转换效率的影响。研究结果表明在不同温比下,相位角分别为80°和50°时对应输出功率和热电转换效率最高,充气压力的增大对输出功率的增大效果显著,但对热电转换效率的影响较小;同温比下,提高冷端温度对输出功率和热电转换效率的影响大于提高热端温度的影响,但当温比为2.5时,冷端温度高于430 K后,热电转换效率反而降低。

一种双臂型低温导热带的性能研究

详细介绍了低温导热带的设计特点。从理论上分析了低温导热带的冷量传输性能和减振特性,得到通过利用高导热率材料可以有效地减小导热温差和降温时间。通过实验验证了低温导热带与制冷机和高温超导滤波器的耦合实验,耦合温差为2.5K。实验结果和理论值基本吻合,分析了造成温差的原因。根据实验结果,提出了新的改进和实施方案。

工作参数对斯特林制冷机性能影响分析

在调试阶段影响斯特林制冷机性能的工作参数主要有:充气压力、工作频率和环境温度。其中充气压力和工作频率是最容易更改的参数,通过分析得到:充气压力影响着斯特林制冷机振子系统的自然频率,而工作频率则影响斯特林制冷机压机活塞和排除器的相位差。利用简化模型分析了环境温度对斯特林制冷机性能的影响。实验验证了充气压力、工作频率和环境温度对制冷机性能的影响,实验结果能较好的满足分析部分。

动力吸振器在斯特林制冷机振动控制中的应用

针对斯特林制冷机的振动模型分析了振动特点,分析了动力吸振器在斯特林制冷机振动控制中的应用,给出了动力吸振器的设计方法。

制冷机探测器组件降温时间分析与试验研究

以探测器制冷机组件为研究对象,建立了组件温度随时间变化的理论分析模型。基于集总参数分析法,分析了热质量、制冷量等因素对组件降温时间的影响,给出了组件温度随时间的变化规律。搭建了探测器组件降温时间试验系统,开展了不同的制冷量、不同的热容和不同的漏热量条件下的组件降温试验。通过试验发现模型能较为准确地反映试验系统的降温过程。

低温制冷机与ZBO存储系统耦合数值模拟

介绍了基于低温液体压力控制技术搭建的一套小型实验装置,并针对实验中的一项关键内容-低温制冷机与零蒸发(ZBO)存储系统耦合建立了采用CFD软件的数学模型。根据实验装置中的已知参数以及设计计算结果,模拟了制冷机关闭状态下不同时刻液氮贮箱内流体分布、制冷机开启状态下分别采用紫铜箔与高温热解石墨传热元件时,低温贮箱内流体及导热带上温度分布情况。由模拟结果得知,石墨比紫铜具有更强的冷量传输能力,使贮箱内液氮温度和压力更低,体现了高效耦合性,从而在理论上验证了采用石墨传热元件的可行性。最后针对实际情况,提出了石墨与铜导热带相结合的传热结构。

斯特林制冷机安装支架结构设计及热力学分析

介绍了一种斯特林制冷机安装支架结构设计及热力学分析结果;详细描述了结构设计时主要考虑因素,理论分析表明,安装支架的设计能够满足制冷机对其结构和热力学要求。

基于全时域方法的自由活塞斯特林发电机工作特性研究

为了研究自由活塞斯特林发电机(FPSE)工作过程中内部参数的变化规律及耦合特性,根据各组件所经历的物理过程建立了全时域数值计算模型,进行了斯特林发电机热力学过程与动力学过程耦合求解分析。通过设计参数的输入获得了不同工况下1 kW FPSE的工作特性,计算结果与实验测试结果符合性良好。研究表明,全时域计算模型可为后续斯特林发电机提供设计指导及性能预测。

基于SAGE的30 K空间双级斯特林制冷机设计

瞄准未来空间应用的双级斯特林制冷机,开展了结构设计和详细的热力学设计。通过商业软件Sage建立了计算模型,分析了工作频率、充气压力、一二级排出器长度等参数对制冷性能的影响规律,得到了30 K双级斯特林制冷机合理的结构和工作参数,为开展详细的结构设计和参数调试提供参数依据。

斯特林制冷机与高温超导滤波器集成及降温试验

介绍了一种高效斯特林制冷机与移动通信基站用高温超导滤波器耦合集成系统设计及降温试验;详细描述了集成系统结构设计时主要考虑因素、整体方案设计,并进行了耦合集成和性能试验;实验结果表明,制冷机对其应用背景具有良好的匹配性。

脉管制冷机回热器各参数关联性研究

在脉管制冷机回热器优化设计中,涉及诸多结构参数和运行参数,各参数之间具有一定的关联性。为了使回热器达到最佳性能,需要对每个参数循环迭代优化,整个流程将非常繁杂。基于回热器数值计算程序REGEN,对脉管制冷机回热器各参数之间的关联性进行了研究,并根据各参数之间关联性的强弱对设计流程进行了简化,以期对脉管制冷机回热器的工程实践提供指导。

斯特林制冷机调试测控仪的设计

斯特林制冷机是一种较为复杂的机电一体化产品,调试过程对制冷机的性能影响较为明显,文章介绍了一种应用于斯特林制冷机调试过程的测控仪,叙述了测控仪的总体电路,重点介绍了与调试过程相关的电路单元,如功能设置、频率调控、幅度调控以及参数显示等,测控仪将供电、测量、参数调控、驱动控制及参数显示集成与一体,与传统的采用专用电源和计算机软件进行调试的方法相比,具有体积小、连接以及操作简单、直观、携带方便的特点,在制冷机的调试过程中得到了较好的应用。

1kW斯特林发电机管式加热器设计

设计了一种应用于1 kW斯特林发电机的管式加热器。换热管由288根外径2.0 mm、壁厚0.4 mm、长40.0 mm的不锈钢管组成,采用错排方式排列,中心距3.0 mm。换热管端面与加热器端面通过激光焊接连接。换热管的总传热系数为2.38107 kW/(m^(2)·K);对数平均温差为45.3 K时,加热器的总换热量为5.85 kW;换热管内的压降为373.0 Pa;采用激光焊接,换热管耐压不低于5.0 MPa,漏率低于5.0×10^(-5) Pa·m^(3)/s,满足了1 kW斯特林发电机加热器设计要求。

低温脉动热管的发展现状及展望

脉动热管是一种性能优良的传热元件,在电子设备散热、超导冷却、能量收集等方面具有广阔的发展前景。根据低温脉动热管的原理和特点,分析了中高温脉动热管和低温脉动热管的不同。总结了低温脉动热管理论和实验的研究现状和发展趋势,指出目前低温脉动热管研究存在的问题,提出了未来的研究和发展方向。

空间自由活塞斯特林发动机研究进展

自由活塞斯特林发动机可利用放射性同位素、核能、太阳能等热源将热能转化为机械能。由于其具有高效率、高可靠、长寿命等特点,成为满足当前长周期深空探测任务的理想机型之一。详细介绍了应用于放射性同位素发电装置和核裂变电源系统的自由活塞斯特林发动机的发展历程,其发展过程主要体现在结构形式多样化、输出功率及应用范围扩大化、单机走向系统集成化等方面。进一步总结了自由活塞斯特林发动机的关键技术,并介绍了其在热力学分析、多目标优化以及动力学方面的理论研究进展。最后,对我国自由活塞斯特林发动机的研究现状提出了几点思考。

空间双级斯特林制冷机的研究进展综述

双级斯特林制冷机可用于长波红外探测领域及多目标冷却中。文中概述了国内外双级斯特林制冷技术的研究及应用进展,总结了双级斯特林制冷机的关键技术特点,可为研制空间双级斯特林制冷机提供有益的参考。

基于Regen 3.2对斯特林制冷机回热器的优化

星载牛津型斯特林制冷机具有长寿命、高可靠性等特点,已经广泛应用于卫星红外对地探测器的冷却系统,应用回热器模拟软件Regen3.2,在回热器尺寸已确定的情况下对某星载斯特林样机回热器结构参数以及冷端质量流、回热器平均压力、运行频率、冷端压比等运行参数进行优化,以提高制冷效率及制冷量。

气动分置式斯特林制冷机被动减振技术研究

论述了斯特林制冷机的振动来源和振动特性,利用梁模型计算了冷指的自然频率,理论上给出了动力吸振器的设计方法,得出在气动分置式斯特林制冷机中被动减振方法具有优势。根据分析设计了动力吸振器,通过实验验证了动力吸振器可以有效的抑制制冷机地振动输出。

一种MMR制冷器的实验验证与性能分析

针对一种MMR制冷器开展了实验验证与性能分析,阐述了MMR的工作机理、并针对具体实验结果给予分析,讨论了影响制冷器性能的诸多因素,得到工质的工作压力对制冷器的性能影响显著。提出研制MMR制冷器原理型样机的设计与实施方案,对设计的新的节流制冷器进行了实验研究,对比分析了两种节流制冷器之间的性能差距原因。