大功率回热器中高热导率复合填料的实验研究

工程热物理学报 , 2013, 34(4): 605-608.

大功率回热器中高热导率复合填料的实验研究

孙久策 ^1, , 邱利民 ^2, , ^3, , 甘智华 ^4, , 张学军 ^5,

1.浙江大学制冷与低温研究所,浙江杭州310027;德国吉森大学应用物理研究所,德国吉森D-35392

2.浙江大学制冷与低温研究所,浙江杭州310027

3.德国吉森大学应用物理研究所,德国吉森D-35392

4.浙江大学制冷与低温研究所,浙江杭州310027

5.浙江大学制冷与低温研究所,浙江杭州310027

基金项目: 博士点基金(20110101110022) 国家自然科学基金(50776076)

关键词：大功率脉管制冷机 , 复合填料 , 温度不均匀 , 回热器

Experimental Investigation of Hybrid Regenerator Fillings with High Thermal Conductance in High Power Pulse Tube Cryocoolers

SUN Jiu-Ce ^1, , QIU Li-Min ^2, , Thummes G ^3, , GAN Zhi-Hua ^4, , ZHANG Xue-Jun ^5,

1.浙江大学制冷与低温研究所,浙江杭州310027;德国吉森大学应用物理研究所,德国吉森D-35392

2.浙江大学制冷与低温研究所,浙江杭州310027

3.德国吉森大学应用物理研究所,德国吉森D-35392

4.浙江大学制冷与低温研究所,浙江杭州310027

5.浙江大学制冷与低温研究所,浙江杭州310027

Keywords： high power pulse tube cryocooler , hybrid fillings , temperature inhomogeneity , regenerator

本文对一台单级直线型大功率脉管制冷机在80 K温区进行优化研究.该制冷机由一台10 kW线性压缩机驱动,采用小长径比的回热器.本文采用不锈钢丝网和具有更高热导率的紫铜及黄铜丝网混合填充增加径向导热,以降低温度不均匀性带来的损失.通过调整不同的复合填料组合,大幅减少了由环流造成的损失,该制冷机的最低制冷温度由54 K降至47.5 K.同时通过对充气压力和工作频率的优化,在8.9 kW输入功率下,该制冷机在71 K可提供298 W制冷量.

参考文献

[1]	E. Ercolani;J.M. Poncet;I. Charles .Design and prototyping of a large capacity high frequency pulse tube[J].Cryogenics,2008(9/10):439-447.
[2]	Imura, J;Iwata, N;Yamamoto, H;Ohashi, Y;Nomachi, H;Okumura, N;Nagaya, S;Tamada, T;Hirano, N .Optimization of regenerator in high capacity Stirling type pulse tube cryocooler[J].Physica, C. Superconductivity and its applications,2008(15/20):2178-2180.
[3]	孙久策,邱利民,甘智华,孙大明,方凯,刘东辉,姜晓.单级大功率斯特林型脉管制冷机模拟与实验研究[J].工程热物理学报,2012(08):1283-1286.
[4]	So JH;Swift GW;Backhaus S .An internal streaming instability in regenerators[J].The Journal of the Acoustical Society of America,2006(4):1898-1909.
[5]	Stig Kildegaard Andersen;Marc Dietrich;Henrik Carlsen;Guenter Thummes .Numerical study on transverse asymmetry in the temperature profile of a regenerator in a pulse tube cooler[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2007(13/14):2795-2804.

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