20W-20K單級(jí)G-M制冷機(jī)的研制.pdf

1、Gifford-McMahon制冷機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)G-M制冷機(jī))是一種回?zé)崾叫⌒偷蜏刂评錂C(jī)，它利用絕熱放氣膨脹(又稱(chēng)為西蒙膨脹)原理獲得低溫，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等許多優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)對(duì)重量、尺寸沒(méi)有特殊要求時(shí)，在航天、材料、電子、通訊、醫(yī)療等方面有廣泛的用途，特別是20K溫區(qū)大冷量的單級(jí)G-M制冷機(jī)的用途更是廣泛。 本文首先回顧了G-M制冷機(jī)的歷史及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后詳細(xì)介紹了G-M制冷機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的

2、經(jīng)典理論。其次，以20W/20K單級(jí)G-M制冷機(jī)的研制為目標(biāo)，進(jìn)行了20W/20K單級(jí)G-M制冷機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算，并在設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)整機(jī)進(jìn)行了熱平衡計(jì)算，得到了各種損失的數(shù)據(jù)。此外，本文采用數(shù)值求解的方法對(duì)穿梭損失進(jìn)行了研究，并綜合考慮了縫隙內(nèi)導(dǎo)熱熱阻、換熱熱阻，物性隨溫度的變化，傳熱隨時(shí)間的變化，活塞和氣缸溫度場(chǎng)的耦合等因素對(duì)穿梭損失的影響，然后和傳統(tǒng)公式計(jì)算結(jié)果對(duì)比。最后，對(duì)單級(jí)G-M制冷機(jī)的關(guān)鍵部件——回?zé)崞骱屠漕^換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算