热耦合二级Stirling型脉管制冷机的性能研究

建立热耦合二级Stirling型脉管制冷机实验装置。通过实验,系统研究了交变流动工质的工作频率和平均工作压力对热耦合二级Stirling型脉管制冷机性能的影响,详细报道并分析讨论了实验结果。以氦气作为工质,在优化工作频率和平均工作压力条件下,热耦合二级Stirling型脉管制冷机获得了13.52 K的无负荷制冷温度。

热桥传热特性对热耦合二级Stirling型脉管制冷机性能的影响

级间热桥的传热特性对于热耦合型多级脉管制冷机的制冷温度和制冷效率均具有重要影响。采用铜丝编织带和铜箔连接的3种热桥进行对比实验,研究了热桥的传热特性对热耦合二级Stirling型脉管制冷机性能的影响。采用改进后的热桥,以氦气作为工质,在总输入电功率为400 W,以及优化的工作频率和充气压力条件下,热耦合二级Stirling型脉管制冷机实现了12.96 K的无负荷制冷温度,并可同时在23.1 K和100.8 K分别提供0.4 W和6 W的制冷量。

13K热耦合二级Stirling型脉管制冷机

Stirling型脉管制冷机比G-M型脉管制冷机具有更紧凑的结构和更高的制冷效率,已经成为低温制冷机领域的研究热点.为了获得低于20K的无负荷制冷温度,设计建立了一台热耦合二级Stirling型脉管制冷机.热耦合级间布置方式使得各级制冷机内的工质流动相互独立,便于小孔阀和双向进气阀调相结构的优化调节,有利于实现系统内直流流动的有效控制,级间制冷量的分配也更为灵活.采用一台线性压缩机驱动该制冷机,在200W输入电功率条件下,实现了14.97K的无负荷制冷温度.采用两台线性压缩机分别驱动第一级和第二级脉管制冷机,在400W总输入电功率条件下,获得了12.96K的低温,为目前国内外公开报道采用二级Stirling型脉管制冷机获得的最低制冷温度.