斯特林制冷机用于冰箱技术的发展优势

相对于常用的蒸汽压缩节流制冷冰箱系统,采用逆向斯特林循环自由活塞斯特林制冷机的新型冰箱具有高效率采用“绿色”制冷剂制冷温区广启动电流低制冷量易控等特点,在环保及节能方面具有明显的优势。论文结合自由活塞式斯特林制冷机自身特点,分析其用于小容量家用冰箱以及低温冷柜的优越性;介绍了国外斯特林冰箱的研究进展;

高温超导用自由活塞斯特林制冷机理论研究

制冷机是制约高温超导器件的瓶颈。文中针对自由活塞式斯特林制冷机进行了理论研究,建立了自由活塞斯特林制冷机的热声模型,对充气压力、活塞的位移振幅、热端换热器温度和密封间隙进行了模拟。模拟结果显示,以最大制冷量为目标最佳充气压力为1.9MPa,增加活塞位移振幅、降低回热器热端温度以及减小密封间隙可提高制冷机的性能。

10W@77K自由活塞斯特林制冷机的设计和实验研究

为满足高温超导、红外探测和气体液化等领域对高效率、高可靠性、长寿命低温制冷机的需求,对10 W@77 K自由活塞斯特林制冷机进行了研究。制冷机设计为整体式结构,由动磁式直线电机驱动。基于Sage建立制冷机整机模型开展了数值求解,并根据数值计算结果对运行频率、工作压力以及回热器填料等对制冷机性能的影响规律进行了分析。计算结果表明,在制冷机结构参数优化的条件下,工作压力为2.1 MPa、运行频率为60 Hz时,制冷量可达11.87 W@77 K,COP为0.068。根据参数优化设计结果研制样机并开展实验研究,实测制冷量达到10.62 W@77 K,COP为0.062。将制冷机连续运行200 h,制冷量波动范围小于0.5 W(即总制冷量的±4.7%),显示出良好的性能稳定性。

低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机模拟与优化

自由活塞斯特林制冷机具有高效紧凑,适合中低温制冷等优点。对用于低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机进行了一维建模,并实现整机性能的模拟与优化。在考虑各种空体积的情况下,模拟分析了压缩活塞PV功和相位角的变化对整机性能的影响,获得了制冷机运行的最佳相位。对比了环形回热器的填料及填充方式对自由活塞式斯特林制冷机的性能影响,及对应材料下回热器的轴向导热损失情况。模拟了制冷机性能随回热器空隙率和制冷温度的变化情况,计算分析了回热器内部的不可逆损失随空隙率的变化情况,并且获得了不同温度下的最佳空隙率。最后,为了获得好的制冷性能,优化不同制冷温度的回热器设计参数及膨胀活塞与气缸壁的密封间隙宽度。

自由活塞型斯特林制冷机热力学参数的无量纲分析

自由活塞斯特林制冷机由于其结构紧凑、制冷效率高、可靠性好而不断受到重视。自由活塞斯特林制冷机的热力学参数对整机制冷性能具有决定性影响。基于等温模型,对自由活塞斯特林制冷机进行了无量纲分析,通过引入无量纲制冷量,详细研究了死容积比、扫气容积比、温度比、位移相位角对整机热力性能的影响。其研究结果为不同温区的自由活塞斯特林制冷机热力参数设计提供了参考意见。

低成本回热填料在液氮温区斯特林制冷机中的应用模拟研究

自由活塞斯特林制冷机是一种结构紧凑、效率高、噪声低、可靠性高的回热式低温制冷机。为了降低回热器的生产成本、简化回热器的加工流程,分别使用随机不锈钢丝绵和卷绕聚酰亚胺薄膜填充回热器,并基于Sage软件对整机进行仿真计算。首先研究了回热器填充参数对制冷机性能的影响;其次估算了两种填料的生产成本并对其流动和换热等特征进行了对比;接着分析了制冷机部件各项㶲损失;最后对卷绕薄膜填充的回热器进行尺寸参数优化。结果表明,与随机不锈钢丝绵相比,卷绕聚酰亚胺薄膜填充回热器具有明显的性能优势,在30 W@77 K条件下,制冷机最终获得56.2%的声功计相对卡诺效率,比采用随机不锈钢丝绵填充回热器的制冷机高16%。

自由活塞型斯特林制冷机的计算机仿真调相

通过对双自由度斯特林制冷机振动系统模型的分析 ,运用机械震动系统相角理论 。

液氮温区大冷量自由活塞斯特林制冷机实验研究

自由活塞斯特林制冷机是一种结构紧凑、效率高、运动部件少、可靠性高的回热式制冷机。随着高温超导发展的需求,液氮温区大冷量自由活塞制冷机成为重要发展趋势之一。本文搭建了一台液氮温区大冷量自由活塞斯特林制冷机,初步实验获得60 K以下的无负荷制冷温度。在80 K获得了78 W的冷量,制冷机相对卡诺效率为18.8%。这是国内首台液氮温区大冷量(>50 W)自由活塞斯特林制冷机。分析表明,通过对冷端换热器结构的改进,冷量及效率将进一步提升。