空间用脉冲管制冷机的数值模拟研究

脉冲管制冷机具有结构简单、可靠性高、寿命长、冷端无机械振动源以及没有电磁干扰等优点 ,是适合空间应用的新一代制冷机。文章以一维数值模型描述脉冲管制冷机中的非线性过程 ,利用有限差分方法对此一维模型进行了数值求解 。

空间脉冲管制冷机的热力学第二定律分析

利用数值模拟的方法对空间用微型脉冲管制冷机进行了热力学第二定律分析。计算结果表明 :脉冲管制冷机中蓄冷器是产生不可逆损失最大的部件。小孔型到双向进气型脉冲管制冷机性能改善的原因在于 :通过蓄冷器中的气体量减少 ,压缩机连管、蓄冷器和冷端换热器中的不可逆损失减小 ,直接降低了压缩机的功耗 ;同时 ,蓄冷器中气体和固体之间的换热改善 ,减少了因蓄冷器中不完全换热而带来的制冷量损失 ,因而使得制冷量增加。计算结果表明 ,微型脉冲管制冷机从小孔型变化至双向进气型时 ,卡诺效率从1 4%提高到了 1 6 9%。