制冷工质压力对红外用波纹管J-T制冷器制冷性能的影响研究

通过具体实验研究了制冷工质压力对波纹管自调式J-T制冷器制冷性能的影响。实验工况内的结论如下:在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤23 MPa),随着工质压力的增大,应用该款制冷器的红外系统的启动时间逐步缩短,但启动加快的速率会随工质压力的增大而减小。当工质压力增大到一定程度(23 MPa≤P≤27 MPa)时,启动时间将趋于稳定。在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤15 MPa),随着工质压力的增大,应用该款制冷器的红外系统的蓄冷时间逐步加长;但工质压力增大到一定程度(15 MPa≤P≤27 MPa)时,蓄冷时间将趋于稳定。在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤27 MPa),随着工质压力的增大,制冷器启动时的最大流量呈线性增大趋势,运行时的稳定流量呈逐步增大趋势。本文实验研究的过程方法和研究结果具有工程借鉴意义。

InSb焦平面探测器的J-T制冷器

论述了InSb红外探测器制冷的必要性及所需的制冷温度,分析了InSb焦平面探测器对制冷的要求比分立引出(或单元)探测器更为严格的原因,指出InSb焦平面探测器的制冷温度在77～90K区间,其探测率变化不大;在137K时,分立引出(或单元)InSb探测器仍有较高输出信噪比,但这时焦平面探测器的SNR却有较严重的下降。试验表明,采用J T节流制冷器的InSb焦平面探测器可以实现高性能。

喷射式J-T制冷器的研制

研制了一种喷射式的J-T制冷器,与传统的J-T制冷器进行了不同压力下的制冷温度的比较研究,结果显示,在不同工作压力下,喷射式J-T制冷器能保持更低和更稳定的制冷温度。

喷射式J-T制冷器的流量比研究

通过对喷射式J-T制冷器的热力分析,推导出了制冷器预冷级与制冷级的流量比的理论最小值,可为此类制冷器的设计提供参考。用实例说明了制冷器流量比在制冷器设计中的重要作用。

混合工质J-T节流制冷机中换热器特性的试验研究

文中介绍了对混合工质 J- T节流制冷机中换热器特性实验研究的结果 ,指出多组分混合工质 J- T节流制冷机及其换热器设计过程中 ,混合工质组分配比对整机及换热器换热和流动有重要影响 ,选择组分配比时要统筹考虑混合工质小温差换热段的出现位置及其长度的综合影响。

J-T制冷器对红外探测器组件噪声的影响

分析了快启动节流制冷器对于红外探测器组件振动噪声的影响因素 ,并提出了改进的措施。

自调式J-T制冷器流量测量的流量计选用

针对自调式J-T制冷器的流量测量,介绍了几种常用的气体流量计,结合制冷器的实际需求对其进行了分析,认为从进气端测量科里奥利质量流量计较为合适,而在排气端测量选用湿式气体流量计较为合适。

快速启动微型J—T制冷器

在一些特殊应用中，要求把红外探测器必须在几秒钟或更短的时间内冷却到工作状态。微型Ｊ—Ｔ式制冷是常用的致冷方式。本文介绍了快速启动冷却红外探测器的Ｊ—Ｔ制冷器的设计及达到快速冷却的方法以及测试结果。

一种提高波纹管型自调式J-T制冷器控温精度的设计及试验研究

为提高波纹管型J-T制冷器的控温精度,对阀针进行了优化设计。在阀针针尖部位开槽,使其与制冷器阀体上的主节流孔形成双节流孔。制冷器开启后,工质进入主节流孔,节流降温;制冷器自调后,阀针完全堵住主节流孔,稳定小流量从针槽喷出。通过试验确定了阀针开槽的合理尺寸范围。试验结果表明,阀针开槽可以有效提高制冷器的控温精度。

一种喷射式微型J-T制冷器热交换性能的分析

对一种喷射式微型J-T制冷器的热交换性能进行研究分析,选用30MPa的氮气作为工质,截取温度对性能影响最大的部分,采用CFD软件FLUENT模拟研究其从启动到稳定工作时的温度的分部情况,寻找到提高热交换性能的方法,从换热的角度为后续改进制冷器的性能提供理论依据。

自调式J-T制冷器波纹管高温焊接的研究

波纹管是波纹管自调式J-T制冷器自调机构的核心元件,其焊接后性能直接决定着自调机构的性能及可靠性。本文从刚度、硬度、微观组织形貌等多个方面,对自调式J-T制冷器中常用的电沉积波纹管,由于高温焊接过程中不同的热量输入、不同的冷却方式对波纹管焊接后性能造成的影响,开展了相关的研究。

波纹管J-T制冷器的可靠性改进研究

作为红外探测器组件的重要组成部分,波纹管J--T制冷器得到了广泛应用。在振动环境下长期使用时,作为自主调节元件的波纹管会出现流量异常、无法实现自调等故障。为了提高制冷器在长期振动环境中的可靠性,更改了制冷器结构,并创新性地使用了加装膜片弹簧与聚四氟乙烯导环的两点支撑结构。该结构对制冷器的弹性运动部件具有可靠的径向支撑,明显提高了制冷器的抗振性能,并在实践中取得了很好的效果。此外,本文中的设计研究也为将来提高波纹管J--T制冷器的抗振性能提供了思路。

一种节流制冷器的研制

介绍了节流制冷器的工作原理和设计过程,辅以惩罚函数法的优化方法设计了闭式节流制冷器的两种结构形式,并对这两种结构形式的节流制冷器进行了性能对比分析,给出了它们的应用场合。

红外焦平面探测器快速启动影响因素分析

采用红外焦平面探测器制导的近程导弹武器系统对响应时间有严格要求。本文从红外焦平面探测器的启动过程分析入手,对影响探测器启动时间的要素进行了分析。给定应用的情况下,合理的冷屏设计和快速制冷是解决红外探测器快速启动的关键。

工作在液氮温区的闭合循环节流制冷机

通过对混合工质的研究、空调压缩机的改装、油分离器以及节流制冷器的设计， 研制了一台闭合循环节流制冷机。由于采用了油润滑压缩机， 因而该制冷机具有高可靠性； 由于该制冷机的制冷部件（ Ｊ Ｔ制冷器） 与运动部件（压缩机） 采用柔性连接， 因而该制冷机提供了低振动的冷源。

N_2-Ar混合工质在节流制冷器中的应用

在Ar或N2作为节流制冷器首选制冷工质的基础上,提出N2-Ar混合工质,改变了节流制冷器的综合性能,扩展了节流制冷器的应用范围。首先,简要介绍了N2-Ar混合气体的热力特征,试验对比不同N2-Ar混合比工质对节流制冷器带来的影响。并对这些影响进行理论分析,得出具有应用价值的N2-Ar混合比范围及不同条件下合适的混合比。

红外探测器用微型制冷机工程化研究

对快起动节流制冷器和集成式斯特林制冷机的最低制冷温度、制冷功率、起动时间、热负荷、控温转速和控温功率等进行了工程化研究,有效地解决了关键技术问题,减少热力损失、振动噪声和污染,提高密封性和装配技术水平等。还解决了制冷机的可靠性,寿命和存贮期等实用化问题。

导弹用小型低温制冷机的研究进展

导弹在现代化战争中占据着重要的地位,小型低温制冷机是导弹的关键技术之一,对于提高导弹的作战能力有着非常重要的作用。介绍了国内外应用在导弹上的J-T制冷器、斯特林制冷机等小型低温制冷机,提出了今后导弹用小型低温制冷机的发展方向。

预冷波纹管自调式节流制冷器启动时间的实验研究

与斯特林制冷机相比,微型节流制冷器以体积小、质量轻、启动快、高可靠性、成本低、无运动部件等优点,在红外制导武器系统中得到广泛应用。为了优化制冷器的启动时间和耗气量,设计了一种带有预冷级波纹管自调式快速节流制冷器。通过实验对比,该制冷器的启动时间比单级自调式节流制冷器快,耗气量比预冷级非自调式制冷器小。制冷器在常温下的启动时间为12 s@90 K、15 s@80 K,同时耗气量也得到了优化。

不同节距肋片管节流制冷器启动时间的研究

节流制冷器的启动属于非稳态过程,目前的仿真计算仍然存在较大的误差。通过建立不同节距肋片管节流制冷器的实验模型,验证对节流制冷器启动时间的影响。实验结果表明,肋片管换热器翅片节距的变化,对节流制冷器的启动时间影响较大,该影响不是线性关系存在拐点。在设计模型时,肋片管的最佳节距为0.2 mm,该研究对J-T制冷器的设计有指导意义。