百赫茲氣動斯特林制冷機設計與實驗研究.pdf

1、在航天領域，如紅外探測器和光學器件的冷卻，對低溫制冷機的質量、體積及快速降溫等有著嚴苛的要求。近年來，如何在保持效率或制冷量的情況下，通過提高制冷機的運行頻率從而縮小整機的體積重量成為當下的研究熱點。這些研究大多集中在熱聲驅動的百赫茲級脈管制冷機和線性壓縮機驅動的百赫茲級脈管中。由于氣動型分置式斯特林制冷機的膨脹機活塞不用電機驅動，整個制冷機只有壓縮機一個電機，可以使整機重量和體積減小，并有效地降低能耗，在紅外技術和超導電子學等領域具有

2、誘人的應用前景，其研究一直是低溫領域的一個熱點。提高運行頻率減小制冷機體積重量的方法同樣適合氣動型斯特林制冷機，但目前尚未有百赫茲斯特林制冷機的報道。為此，本文開展了如下工作:
　　 1.系統(tǒng)地調(diào)研了國內(nèi)外各單位百赫茲級低溫制冷機的研究現(xiàn)狀，從這些研究可以看出工作在百赫茲級的壓縮機的功率密度遠大于工作在傳統(tǒng)頻率(30-60Hz)的壓縮機的功率密度，充分證明提高頻率及工作壓力是減小低溫制冷機體積重量的有效途徑。
　　 2.

3、分析了氣動型斯特林制冷機的工作原理，對排出器進行受力分析得到氣動型膨脹機的固有頻率計算公式，討論了充氣壓力對膨脹機和壓縮機頻率匹配的影響，然后討論了提高頻率對膨脹機的影響。接著通過牛頓第二定律對排出器建立運動方程從而求解得到排出器的位移幅值及其與膨脹腔壓力之間的相位差，最后對氣動型斯特林制冷機的各項損失進行了介紹。
　　 3.采用專業(yè)軟件SAGE對百赫茲氣動型斯特林制冷機各部分分別建模，各個模塊間通過能量流、質量流來連接，在此基