两级GM制冷机数值模拟与分析

采用Sage软件建立了两级GM制冷机整机数值模型,并通过实验结果进行了验证。基于数值模型和?分析方法,分析了不同制冷温度下压缩机、旋转阀与冷头的损失分布。结果表明,损失主要发生在压缩机和旋转阀上。冷头的损失随着制冷温度的降低而增加,在4.2 K时36%的损失发生在冷头上,其中61%的冷头损失是由于实际气体效应引起。压缩机、旋转阀和回热器的低效性以及实际气体效应主导了制冷机的损失,导致制冷机效率低下。

具有独立气路的液氦温区G-M型二级脉管制冷机性能研究

研究了一台具有独立气体回路的液氦温区G -M型二级脉管制冷机的制冷性能。目前的实验装置由两套独立的单级双向进气型脉管系统构成 ,第一级冷头对第二级进气的预冷通过安装在第二级回热器中部的换热器与一级冷头之间的热联接来实现。研究表明 ,该制冷机采用4 He为工质 ,分别以LeyboldCP4 0 0 0和RW 2氦压缩机来驱动第一级和第二级 ,可以获得 2 18K的最低无负荷制冷温度 ,4 2K提供的最大制冷量为 5 95mW。

液氦温区G-M制冷机蓄冷器工作过程探讨与分析

由于在液氮温区附近氦气高低压焓差不平衡，导致G－M机蓄冷器中温度分布出现低温平台。这就引起了蓄冷器独特的工作过程，形成了三级（冷端循环、“气体活塞”循环和热端循环）。蓄冷器不仅具有回热功能，而且具有压缩机和膨胀机的双重作用，即作为冷端循环的压缩机，热端循环的膨胀机。并且可自动回收一部分焓不平衡丢失的冷量，从而提高蓄冷器的热力学效率。由此可说明用铅作蓄冷器填料为何也能降到较低的温度（6K左右）。

运行参数对级联有阀线性压缩机的影响分析

大压比有阀线性压缩机为JT节流制冷机提供稳定的气源以及获取低温所需的压力,为了获得两级耦合的关键运行参数(运行频率、活塞行程、充气压力)对级联压缩机输出特性的影响,开展了相应的研究与测试。搭建了两级压缩机耦合实验台,通过改变工况条件,获得了两级压缩的输出特性:在运行频率均为40 Hz,满行程工作在0.215 MPa的充气压力下,获得了7.12的压比,8 mg/s的质量流量,压缩机效率为17.1%。

液氦温区大型低温制冷系统的可靠性评估

针对改进Claude循环的大型氦低温制冷系统,以制冷量不足为顶事件建立了故障树模型。利用结构法对故障树模型进行定性分析,分析得到系统的最小割集为18个。利用来自不同数据库的部件失效率对故障树模型进行定量计算,得到了不同的结果,并分析其原因。对各部件的关键重要度进行了计算,以衡量各个部件对系统发生故障的贡献程度。并通过增加系统冗余部件和提高关键部件可靠度等措施,为提高系统可靠性找到了有效的解决途径。

脉冲管制冷机中4K回热器的数值模拟

为了研究液氦温区脉冲管制冷机的性能,本文对脉冲管制冷机中4 K回热器进行了数值模拟分析,建立了包括压缩腔、高温换热器、回热器、低温换热器和膨胀腔等五个区域的数理模型,同时考虑了~4He的非理想性以及钬铜体积热容随温度变化的影响;对4 K回热器的传热与交变流动过程进行了数值模拟,并分析了回热器中总能流、声功流、体积流率分布、相位的分布和温度分布。计算结果显示,系统在运行频率5 Hz,压缩腔入口压比1.37,输入声功8.14 W的情况下,理论预测在4.2 K时制冷量为0.27 W,考虑膨胀活塞回收的声功后相对卡诺效率为20.6%。