大功率斯特林型脈管制冷機(jī)的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、高溫超導(dǎo)HTS(High Temperature Super conducting)和液化技術(shù)的發(fā)展對(duì)低溫制冷機(jī)的制冷量、初投資、可靠性等提出了更高的要求。脈管制冷機(jī)在低溫下沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn),由線性壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的大冷量斯特林型脈管制冷機(jī)在30-80K溫區(qū)若能提供與G-M型制冷機(jī)相當(dāng)甚至更大的制冷量和更高的制冷效率,可望成為上述應(yīng)用的理想選擇。因此,近年來(lái)大功率脈管制冷機(jī)逐漸成為低溫制冷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。建造

2、大功率斯特林型脈管制冷機(jī)面臨著前所未有的理論和技術(shù)挑戰(zhàn),主要包括大功率、大幾何尺寸高頻回?zé)崞鞯膿p失機(jī)理、大功率緊湊式換熱器設(shè)計(jì)等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。本文的主要工作內(nèi)容包括:
　　 1、基于回?zé)崞鲾?shù)值計(jì)算軟件REGEN3.3,本文對(duì)大功率脈管制冷機(jī)的核心部件回?zé)崞鬟M(jìn)行了模擬計(jì)算。系統(tǒng)分析了回?zé)崞鲙缀纬叽?、回?zé)崞魈盍虾屠涠藟罕鹊葘?duì)制冷機(jī)性能的影響。
　　 2、本文首次引入“功效系數(shù)法”,實(shí)現(xiàn)了脈管制冷機(jī)制冷系數(shù)COP和制冷量Qc的

3、雙目標(biāo)優(yōu)化。該方法也可實(shí)現(xiàn)低溫制冷機(jī)制冷系數(shù)、制冷量、整機(jī)質(zhì)量、體積、壽命等的多目標(biāo)優(yōu)化,初步解決了傳統(tǒng)低溫制冷機(jī)設(shè)計(jì)方法僅能實(shí)現(xiàn)單目標(biāo)優(yōu)化的難題。
　　 3、在1和2的基礎(chǔ)上,本文完成了國(guó)內(nèi)首臺(tái)線性壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的大功率斯特林型脈管制冷機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)目標(biāo)為300W@77K,輸入PV功為3.47kW,并已完成制冷機(jī)的組裝和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作,即將進(jìn)入測(cè)試階段。
　　 4、針對(duì)大功率線性壓縮機(jī)尚未國(guó)產(chǎn)化、價(jià)格昂貴等問(wèn)題,本文提出