大冷量同轴型脉冲管制冷机蓄冷器周向温度分布实验研究

针对一台液氮温区可产生100 W制冷量的脉冲管制冷机,通过控制变量的方法实验研究了工作频率、输入功率、冷头热负荷量对蓄冷器圆周方向温度分布和最大温差的影响。研究结果表明:工作频率的改变对蓄冷器的周向温度分布影响不大,增大输入功率导致蓄冷器的周向温度不均匀性明显变强,增大冷头热负荷量可以减小蓄冷器的周向温度不均匀性。

液氮温区25 W高频轻量化脉冲管制冷机调相实验研究

在轻量化的前提下实现大冷量制冷是脉冲管制冷技术发展的一个重要趋势。研制了一台整机质量仅5.7 kg的液氮温区同轴型高频脉冲管制冷机,介绍了其主要结构的设计参数与制冷性能。经惯性管调相优化,当热端温度为293 K、运行频率为74 Hz、输入功率为500 W时,制冷机可以在80 K温度下产生25 W制冷量。通过实验研究了压缩机效率、冷指的相对卡诺效率、冷指入口处质量流与压力波的相位差等随惯性管尺寸及频率的变化关系。分析表明,当压缩机最优工作频率与冷指最优工作频率接近时,整机效率最高,此时冷指入口处质量流领先压力波相位角30°。

高频微型脉冲管制冷机的实用化研究

脉冲管制冷机经过多年的发展,性能不断改善,目前已开始进入实用化阶段。高频微型脉冲管制冷机结构紧凑,应用方便,并且主要工作在需求量较大的液氮温区,因此将首先得到一定规模的应用。介绍了作者针对脉冲管制冷机在红外和超导方面的应用所作的实用化工作,讨论了尚待解决的问题。

行波型热声发动机与脉冲管配合的实验研究

采用热声发动机驱动脉冲管制冷机 ,使彻底消除低温制冷机中的运动部件成为可能。作者研制了行波型热声发动机驱动脉冲管制冷机实验台。进行三个脉冲管与行波型热声发动机的配合实验 ,着重研究了热端气体温度。

适用于超导体冷却的低温制冷机及其最新进展

该文根据超导体冷却对低温制冷机提出的技术要求，讨论了各种类型制冷机的优缺点．介绍了其最新进展和发展方向．特别介绍了作者在将脉冲管制冷机用于高温超导体冷却方面所做的工作．

脉冲管制冷的理论和实验研究

本文对脉冲管制冷机内部过程进行了深入的理论分析和计算，在此基础上建立了一个普遍适用于基本型、带小孔型和双向进气型脉冲管制冷机的理论模型。首次分析了脉冲管内气体的热力学非对称效应并提出了脉冲管内热粘层的概念，在此基础上揭示了脉冲管的复合制冷机制。建立了一个实验台并通过大量的实验系统地研究了各主要参数对脉冲管制冷机性能的影响，实验结果与理论计算结果相一致。

一种新型制冷装置──低温阀切换式脉冲管制冷机

首次提出了一种称为低温阀切换式脉冲管制冷机的新型制冷装置。它可适用于气体液化分离等需要较大制冷功率的应用场合。在该装置中，用普通热交换器取代了回热器，切换阀置于脉冲管冷端。对带低温切换阀的小孔气库型脉冲管的等熵膨胀效率的初步实验结果表明，其等熵效率可达４０％以上，显示了一定的应用前景。

行波型热声发动机的试验研究

介绍了新型行波形热声发动机的试验装置 ,在不同的充气压力和工质条件下进行了试验 ,讨论了结构尺寸、充气压力、加热温度、工作介质试验结果的影响 ,并发现了频率跳变现象。

高频微型脉冲管制冷机的设计计算方法研究

通过对高频微型脉冲管制冷机的几何结构以及运行参数进行分析 ,介绍了一种理论计算与试验结合的脉冲管制冷机设计方法 ;由此设计了一微型脉冲管制冷机系统 ,并进行了试验 ,实验结果基本满足了设计要求。

超高频同轴型脉冲管制冷机研究

超高频脉冲管制冷机体积小、重量轻,在空间应用中备受关注,近几年来成为该领域的一个前沿发展方向。由于直线型脉冲管制冷机结构简单、方便调试,在模拟计算的基础上加工直线型试验样机,根据直线型试验样机的优化结果设计加工同等尺度的同轴型原理样机,其冷指外径仅有9 mm,长度40 mm,质量为250 g。同轴型样机经过压缩机的匹配和双向进气结构的优化,采用谐振频率为50 Hz高频压缩机工作在90 Hz驱动,80 W电功率输入下可获得46.4 K无负荷最低温度,在80 K可获得2.1 W制冷量。由于冷指尺寸小、运行频率高,冷头降温速度快,2 min即可从室温降至工作温区80 K,且冷头温度不受重力影响。

高效热致声发动机的新方案探索及其热力分析

讨论了热声发动机在驻波和行波两种不同工作状态下， 其声功率产生的临界温度梯度与流道尺寸和工作介质的关系， 提出了基于行波工作模式的热声发动机新方案。

脉冲管制冷机的程序模拟及验证

为了适应脉冲管制冷机实用化设计的需要，在热力学非对称理论的基础上，利用拉格朗日节点分析方法和有关回热器计算的经验公式，编制了一个可快速模拟和估算脉冲管制冷机性能的程序。该程序可模拟小孔型，双向进气型和多路旁通型等几种改进形式。计算结果与典型实验结果进行了比较，表明制冷量与压力参数均能较好地吻合。这表明程序所用模型的正确性，也说明这一计算程序达到了实用化的目标。

长颈管型脉冲管制冷机的频率特性

实验测量了小孔阀门、不同长度长颈管和变截面长颈管做调相机构的高频脉冲管制冷机的频率特性,通过冷端相位差和压力波幅值的变化分析了不同调相方式对制冷性能的影响规律,并在实际制冷机的降温实验中进行了验证。

机械制冷机冷却的透射式光学系统支撑结构（英文）

低温光学能够降低红外光学系统自身热噪声,有效提高探测灵敏度。支撑结构是实现光学系统在低温下正常工作的关键部件。设计的透射式低温光学系统工作温度为150 K,采用脉冲管制冷机这种新型机械式低温制冷机做冷源。因制冷机冷指直径较小,直接冷却光学透镜会在透镜内部产生较大温差,影响成像质量,为此设计了一种新型支撑结构,一方面设计了新型的轴向支撑和径向支撑用来减少透镜在低温下的形变,另一方面建立了透镜与脉冲管制冷机之间的传热模型,来指导支撑结构热设计,减小透镜内部温差。最后,对透镜支撑的低温性能进行了测试,实验结果表明,经过3 h,透镜温度由300 K降至150 K,支撑结构很好地保护了透镜并且在降温过程中透镜内部温差小于1 K。当温度从300 K降低到150 K时,光学表面的最大变形小于1λ(1λ=632.8 nm)。支撑结构从机械和热学性能上满足了低温光学系统的需要,为机械式制冷机冷却光学系统的光机结构设计提供了一种新选择。

微型高频脉冲管制冷机的实用化

高频微型脉冲管制冷机在许多领域具有重要作用,目前从原理样机到实用化的成品机仍有一些问题须要解决。介绍在一台达到世界先进水平的高效同轴脉冲管制冷机的基础上进行实用化的工程样机研究,并通过模拟计算分析两台脉冲管制冷机工程样机与原理样机的区别及其自身特点,为进一步开展工作奠定了基础。制作的两台工程样机基本达到了原理样机的制冷性能,不锈钢结构的工程样机外观精美、结构紧凑,但由于材料和外形的原因,制冷性能稍逊于原理样机;铜壁结构的工程样机性能优于不锈钢样机,足以满足工程项目的需要,但重量有所增加。

惯性管在300Hz脉冲管制冷机中的应用

300Hz脉冲管制冷机与常用60Hz以下的脉冲管制冷机有着不同的特性。本文采用惯性管作为调相器,对不同管径和长度的惯性管进行理论分析和实验研究,研究表明,惯性管的几何尺寸对300Hz脉冲管制冷机的性能有很大的影响,惯性管处于最佳调相位置时,脉冲管热端和冷端的压力波与质量流之间的相位差分别在60°和30°左右。惯性管长度的变化对压缩机出口和脉冲管热端的压差也产生很大的影响。

射流损失──小孔型脉冲管制冷机的一种重要损失

脉冲管冷端和热端的层流化元件是脉冲管制冷机的重要部分。本文从流体力学、热力学出发，分析了小孔型脉冲管热端的流动过程和热力过程，确定了小孔型脉冲管的制冷机理。在此基础上，分析表明在脉冲管热端存在射流现象和涡流现象，导致一种气流混合的损失。本文称之为射流损失。设计了几种改进结构，实验验证了这种损失的存在同时也揭示了改进方法的有效性。

槽道热管在加快低温回路热管主蒸发器降温过程中作用的实验研究

介绍液氮温区低温回路热管结构设计的1种方案。首次采用槽道热管作为低温回路热管的次蒸发器,并对其在加快主蒸发器降温过程中的作用进行了详尽的实验研究。这种次蒸发器的结构简单,并使低温回路热管的整体设计变得简易。实验表明,经过合理的阻力设计,槽道热管形式的次蒸发器能起到加快主蒸发器降温的作用,为研究低温回路热管的传热特性提供了前提条件。

脉冲管制冷机中惯性管的数值模拟研究

本文利用Fluent软件对惯性管进行数值模拟,计算采用二维层流的数值模型,得到惯性管入口处质量流量与压力波之间的相位及惯性管内部的压力波幅值和质量流量幅值的变化,给出不同频率及惯性管尺寸对惯性管入口处压力波与质量流量之间的相位的影响.通过分析并计算得到脉冲管冷端质量流量,进行设计计算.

中国反应堆冷中子源现状与展望

本文指出我国处于国防科学发展的关键时期 ,介绍了冷中子源系统在反应堆工程和物质科学研究中的特殊作用 ,分析了俄罗斯等国冷中子源系统的特点 ,提出了关于方案选择的一些考虑 ,介绍了我国反应堆冷中子源现状以及中国科学院在我国国防科学中的作用。