聲功回收級聯(lián)型脈管制冷機研究.pdf

1、在脈管制冷機中，由于其冷端無運動部件，無法像斯特林制冷機那樣通過排出器（或活塞）回收膨脹功，因而存1在于脈管單元內(nèi)的聲功將以熱的形式耗散在脈管熱端的調(diào)相機構(gòu)中，使之本征效率低下。而對于高溫超導冷卻中所需要的百瓦級或千瓦級等大功率應用場合，這就意味著有近千瓦的聲功將在脈管熱端白白耗散掉。本文提出一種可以回收這部分聲功的級聯(lián)型脈管制冷機，它由主級脈管制冷機和輔級脈管制冷機構(gòu)成，主輔級之間通過一根傳輸管連接，既滿足主級的調(diào)相，又可使其驅(qū)動輔級

2、脈管制冷機，從而達到聲功回收利用的目的。為此，本文開展了以下三方面的研究工作:
　　1)對脈管制冷機聲功回收概念的提出與發(fā)展作了較為詳盡的文獻調(diào)研，按結(jié)構(gòu)類型可分為主動回收型和被動回收型兩種。受Swift的四分之一波長理論的啟發(fā)，提出聲功回收級聯(lián)型脈管制冷機結(jié)構(gòu)，以提高整機效率。
　　2)采用回熱式低溫制冷機設計軟件REGEN和Sage，完成對單級脈管制冷機和級聯(lián)型脈管制冷機的整機建模，詳細闡述基于軟件各自優(yōu)勢的高效設計思路

3、，完成對主級參數(shù)的優(yōu)化，以及傳輸管和輔級的設計，并對單級脈管制冷機和級聯(lián)型脈管制冷機內(nèi)部相位變化和能量流分布進行了詳細的分析。理論計算表明:在500 W電功輸入下，單級脈管制冷機在233K可以得到196.3W的制冷量（相對卡諾效率11.3％），級聯(lián)后的脈管制冷機可以得到252.6 W的制冷量（相對卡諾效率14.5％），比前者提高28.6％。
　　3)設計并搭建單級脈管制冷機與級聯(lián)型脈管制冷機實驗臺，在500W電功輸入下，單級制冷機