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斯特林制冷机回热器的阻力特性研究

发布时间:2018-07-26 08:43
【摘要】:温室效应及臭氧层损耗等环保问题的凸显,航空航天、红外探测等领域的特殊要求,使得越来越多的研究者将目光和精力投向结构紧凑、震动小、效率高、寿命长的斯特林制冷机。回热器是斯特林制冷机中的核心部件,其工作效率在很大程度上制约着斯特林制冷机整机性能的改善。因此,展开斯特林制冷机回热器的流动阻力、制冷特性研究具有相当重要的意义。 首先,采用两端填充径向填料中间填充轴向填料的新型回热器,用于斯特林制冷机。利用计算流体力学软件CFD,针对径向填料平行、交叉的不同堆叠方式建立了径向填料顺排、叉排物理模型,,模拟计算新型回热器内压力、速度分布,获得采用径轴向混合填料的新型径回热器的流动阻力特性。并与结构参数一致分别单独填充径向填料、轴向填料的传统回热器对照,验证新型回热器在流动阻力特性方面的优越性。 其次,利用回热器计算专用软件REGEN3.3,模拟计算了不同回热器结构参数、运行参数、填料参数下的制冷、流动阻力性能。综合比较COP、制冷量、热端PV功、平均压力损失四个主要性能指标,获得斯特林制冷机回热器最佳性能参数,为斯特林制冷机回热器的优化设计提供一定的参考。 最后,根据模拟结果,设计稳态状态回热器阻力特性实验和直线电机驱动振荡流下斯特林制冷机回热器实验,给出实验装置组成和实验安排。
[Abstract]:With the highlight of environmental problems such as Greenhouse Effect and ozone layer depletion, and the special requirements of aerospace, infrared detection and other fields, more and more researchers focus their attention on compact structure, small vibration, high efficiency, etc. Long life Stirling refrigerator. The regenerator is the core component of Stirling refrigerator, and its working efficiency restricts the improvement of the whole performance of Stirling refrigerator to a great extent. Therefore, it is of great significance to study the flow resistance and refrigeration characteristics of Stirling refrigerator regenerator. Firstly, a new type of regenerator with radial packing at both ends and axial packing in the middle is used in Stirling refrigerator. Based on the computational fluid dynamics software (CFDs), a physical model of radial packing in parallel and cross stacking mode was established to simulate and calculate the pressure and velocity distribution in a new type of regenerator. The flow resistance characteristics of a new type of diameter regenerator with axial packing are obtained. Compared with the traditional regenerator filled with radial packing and axial packing separately, the superiority of the new regenerator in the flow resistance characteristic is verified. Secondly, the performance of refrigeration and flow resistance under different regenerator structure parameters, operation parameters and packing parameters are simulated by using REGEN 3.3, a special software for recuperator calculation. Four main performance indexes, COP, refrigerating capacity, PV power at hot end and average pressure loss, are comprehensively compared. The optimum performance parameters of Stirling refrigerator regenerator are obtained, which provides a certain reference for the optimal design of Stirling refrigerator regenerator. Finally, according to the simulation results, the resistance characteristic experiment of steady state regenerator and the experiment of Stirling refrigerator regenerator driven by linear motor are designed, and the composition and experimental arrangement of the experimental device are given.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB651

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本文编号:2145470

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