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声功回收级联型脉管制冷机实验研究

在原有单级脉管制冷机的基础上,设计并研制了一台声功回收级联型脉管制冷机.实验结果表明,在输入电功为500 W时,无负荷制冷温度为主级123.3 K,辅级131.0 K,主级制冷量为143.7W@233.0K,辅级制冷量为62.9W@233.0 K,其总和206.6 W@233.0 K,高于相同输入功时单级脉管制冷机的理论模拟值189.6 W@233 K,验证了声功回收方案的可行性,不仅是对回热式低温制冷法在普冷温区实践的一次有益探索,而且为更低温度大制冷量脉管制冷机声功的回收奠定了基础.

关键词: 普冷温区 , 脉管制冷 , Sage , 线性压缩机 , 声功回收

并联双阀双向进气单级脉管制冷机研究

甘智华 , 刘华钊 , 邱利民

工程热物理学报

并联双阀双向进气模式是采用了两个并联排列、箭头指示方向相反的阀门来替代单一阀门的双向进气模式,可对脉管制冷中的直流进行有效控制,是使脉管制冷机单级情况下达到低于20 K温区的有效手段.本文介绍了一台自行研制的采用并联双阀双向进气模式的单级脉管制冷机,该制冷机在6 kW压缩机的驱动下可获得19.6 K的无负荷制冷温度,在39.2 K时有20.1 W的制冷量,同时给出了并联双阀和频率等参数对脉管制冷机性能的影响.

关键词: 脉管制冷 , 双向进气 , 直流 , 并联双阀

温度回路-小孔脉管制冷中的新现象

甘智华

工程热物理学报

一台可工作在双向进气模式和小孔模式下的单级脉管制冷机,当双向进气方式采用并联双阀双向进气时,最低制冷温度为19.3 K,50 K以下的制冷量变化约为2 W/K;当双向进气阀门关闭时,制冷机就工作在小孔模式下,最近的研究工作发现,当制冷机工作在小孔模式下时出现了一个新的现象-脉管冷端温度存在温度回路,该特点与脉管冷端的热负荷及小孔开度的调节方法有关,该现象的发现对于理解双向进气模式下温度不稳定问题提供了一个新的思路.

关键词: 脉管制冷 , 双向进气 , 稳定性 , 小孔型 , 温度回路

液氦温区脉管制冷的实验研究

何永林 , 邱利民 , 甘智华 , 卢杰

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.129

本文研制了一台可以用于低温超导磁体冷却的液氦温区分离型二级脉管制冷机.单独测试第一级最低达到了13.8K,是单级脉管制冷机最低制冷温度新纪录;在40K温度下具有55.9W制冷量,可望在高温超导磁体冷却方面获得广泛应用.使用单压缩机单旋转阀驱动二级脉管,二级最低温度达到了2.6K,在4.2K下有590mW制冷量,同时一级在36.7K有15W的制冷量,满足小型低温超导磁体冷却的要求.

关键词: 液氦 , 脉管制冷 , 超导磁体 , 冷却

低于13K的单级脉管制冷机性能研究

何永林 , 邱利民 , 甘智华 , 卢杰 , 唐立 , 陈国邦

工程热物理学报

回热器是脉管制冷机的关键部件之一,其效率对脉管制冷机性能有很大影响.铅丸是常见的蓄冷材料,通常用于回热器的低温端.本文测试和分析了不同品质的国产铅丸和进口铅丸对单级G-M型脉管制冷机性能的影响.采用额定功率为6.0 kW的压缩机驱动,使用进口铅丸脉管制冷机最低制冷温度达12.9 K,这是当前单级脉管制冷机达到的最低制冷温度;40 K时的最大制冷量为57.4 W.使用国产铅丸最低制冷温度为13.6 K,40 K时的最大制冷量为55.9 W.本文对低温制冷机蓄冷材料选择具有一定的参考价值.

关键词: 蓄冷材料 , 铅丸 , 脉管制冷

脉管制冷用于低温超导磁体冷却的可行性分析

卢杰 , 甘智华 , 邱利民 , 何永林 , 梁楠

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.104

采用制冷机直接冷却的低温超导磁体系统与传统液氦冷却方式相比,具有轻便紧凑、运行简单、维护方便、可长时间连续运行等优点;而脉管制冷由于冷端无运动部件,与传统的G-M制冷机相比,具有结构简单、运行可靠、振动小等优点.本文结合我们在液氦温区脉管制冷方面的技术,从漏热和经济性两方面探讨了将脉管制冷直接用于冷却一个5特斯拉NbTi低温超导磁体的可行性,为后期系统的搭建奠定基础.

关键词: 脉管制冷 , 低温超导磁体 , 可行性

惯性管对热声驱动脉管制冷机性能的影响

裘圆 , 陈国邦 , 汤珂 , 黄忠杰 , 杨旭 , 寿琳 , 包锐

工程热物理学报

为了考察惯性管对热声驱动脉管制冷性能的影响,利用驻波型热声驱动脉管制冷实验装置,开展了惯性管结构参数对系统性能影响的实验研究.实验中所采用的惯性管由直径分别为2 mm和4 mm的两段铜管串联而成,重点研究2 mm直径管段的长度对压比和制冷温度的影响.通过实验优化,当惯性管结构参数为内径2 mm的铜管长度2.5 m,内径4 mm的铜管3 m长时,在加热功率1.8 kW条件下,脉管制冷机的无负荷制冷温度达到63.0 K.

关键词: 热声发动机 , 脉管制冷 , 惯性管