單級G-M型脈沖管制冷機實驗研究與性能優(yōu)化.pdf

1、脈沖管制冷機由于其冷端無移動部件,能夠提供比傳統(tǒng)低溫制冷機更高的可靠性、低電磁干擾、振動小等優(yōu)點,在超導(dǎo)磁體冷卻,低溫泵,空間,醫(yī)療等領(lǐng)域,G-M型脈沖管制冷機已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用,隨著液氫,液氦無損貯存和高溫超導(dǎo)器件的發(fā)展,其未來的應(yīng)用前景會更加廣闊。國內(nèi)外對于G-M型脈沖管制冷機的理論以及實驗研究已有很多,研究者提出了很多優(yōu)化性能的手段,單級機型最低溫度已經(jīng)接近到10K。但是迄今為止,很少有學(xué)者對于這些優(yōu)化性能的技術(shù)手段的綜合運用進

2、行測評和研究。本文以綜合測評諸多優(yōu)化制冷機性能的技術(shù)手段,評估雙向進氣對系統(tǒng)整體性能的影響為主要目的,對于G-M型脈沖管制冷機開展了一定的理論分析和計算,在此基礎(chǔ)上研制出一臺單級G-M型脈沖管制冷機,以此為平臺,進行了實驗研究。具體內(nèi)容介紹如下：(1)在G-M型脈沖管制冷機的理論分析和計算方面,做了一定的工作。以初步的設(shè)計為基礎(chǔ),對實驗樣機進行了熱力學(xué)計算。通過計算獲得了系統(tǒng)的理論制冷量,各種熱損失等數(shù)據(jù)。為實驗平臺的搭建提供了一定的參

3、考。(2)設(shè)計,加工并裝配完成了單級G-M型脈沖管制冷機的實驗平臺。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,將各種優(yōu)化措施考慮其中,能夠針對每一項開展調(diào)節(jié)實驗,同時也能夠測試不同措施的相互影響。針對實驗測試的要求,搭建了高精度,智能化的測量系統(tǒng),用以保證實驗數(shù)據(jù)的真實性和有效性。(3)針對小孔,雙向進氣等調(diào)相機制進行了相應(yīng)的實驗測試并對實驗結(jié)果進行分析,總結(jié)了各種調(diào)相方法對于系統(tǒng)性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn),在一定的工況下,雙向進氣裝置能夠給系統(tǒng)帶來一定的性能提升,同時