高温惯性管在脉管制冷机中的应用探究

发布时间：2019-11-09 13:21

【摘要】：利用热声理论分析了惯性管内气体温度变化时,纯阻抗、感抗和容抗的变化情况。模拟分析了高温和常温条件下,惯性管的调相能力。基于一台50 W@180 K脉冲管制冷机,分别采用高温惯性管和常温惯性管作为调相机构,研究其制冷性能及各部件的损失。对其进行实验验证,结果表明通过选择合适的惯性管长度,采用高温惯性管可以达到和常温惯性管一致的制冷性能。
【图文】：

１１期逡逑刘少帅等：高温惯性管在脉管制冷机中的应用探究逡逑２３２１逡逑度随温度的增大近似线性。因此在常温及以上温区，逡逑随着温度的增大，ｒｖ将变大Ｊ可以认为近似不变，ｃ逡逑减校由阻抗基本公式Ｚ邋＝邋ｒｖ邋＋逦ｉ可知，逡逑温度增大后，阻抗实部增大，虚部减小，即调相角度逡逑减校但是这是建立在结构尺寸不变的情况，通过逡逑合理地优化惯性管的长度及内径，可以在一定程度逡逑上提尚其调相能力。逡逑０逦５０逦１００邋１５０邋２００邋２５０邋３００邋３５０邋４００逡逑温度／Ｋ逡逑图２动力黏度和密度随温度变化逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ｄｙｎａｍｉｃ邋ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ邋＆邋ｄｅｎｓｉｔｙ邋ｖｓ．邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ逡逑图３（ａ）、（ｂ）分别给出了工质温度分别为常温惯逡逑性管（２９３邋Ｋ）和高温惯性管（３３３邋Ｋ）的调相能力，其逡逑中运行频率均为６０邋Ｈｚ，平均压力３．２邋ＭＰａ，入口压逡逑比１．２，气库体积均为２５０邋ｃｍ３。从图中可以看出，，逡逑在给定条件下，内径越大的惯性管可以调节的相位逡逑范围越广，同样长度时所消耗的声功越多．对比图逡逑３（ａ）、（ｂ）两图可以看出，高温下整体的调相范围较逡逑常温时略小，但是通过重新选择惯性管尺寸几乎可逡逑以达到常温时的调相角度。高温下所消耗的声功有逡逑所增大，因此在大冷量下更加适用。逡逑（ａ）惯性管温度２９３邋Ｋ逡逑面减小了预冷惯性管的冷负荷，另一方面也可以在逡逑后期利用合理的设计减少热端的散热负荷，从而使逡逑得脉管制冷机获得更好的应用。逡逑１理论分析逡逑惯性管利用其管内振荡流体所产生的纯阻力、逡逑感抗以及容抗的共同作用，改变交变流动压力和速逡逑度的相位关系，从而满足脉管制冷机所需的

１１期逡逑刘少帅等：高温惯性管在脉管制冷机中的应用探究逡逑２３２１逡逑度随温度的增大近似线性。因此在常温及以上温区，逡逑随着温度的增大，ｒｖ将变大Ｊ可以认为近似不变，ｃ逡逑减校由阻抗基本公式Ｚ邋＝邋ｒｖ邋＋逦ｉ可知，逡逑温度增大后，阻抗实部增大，虚部减小，即调相角度逡逑减校但是这是建立在结构尺寸不变的情况，通过逡逑合理地优化惯性管的长度及内径，可以在一定程度逡逑上提尚其调相能力。逡逑０逦５０逦１００邋１５０邋２００邋２５０邋３００邋３５０邋４００逡逑温度／Ｋ逡逑图２动力黏度和密度随温度变化逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ｄｙｎａｍｉｃ邋ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ邋＆邋ｄｅｎｓｉｔｙ邋ｖｓ．邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ逡逑图３（ａ）、（ｂ）分别给出了工质温度分别为常温惯逡逑性管（２９３邋Ｋ）和高温惯性管（３３３邋Ｋ）的调相能力，其逡逑中运行频率均为６０邋Ｈｚ，平均压力３．２邋ＭＰａ，入口压逡逑比１．２，气库体积均为２５０邋ｃｍ３。从图中可以看出，逡逑在给定条件下，内径越大的惯性管可以调节的相位逡逑范围越广，同样长度时所消耗的声功越多．对比图逡逑３（ａ）、（ｂ）两图可以看出，高温下整体的调相范围较逡逑常温时略小，但是通过重新选择惯性管尺寸几乎可逡逑以达到常温时的调相角度。高温下所消耗的声功有逡逑所增大，因此在大冷量下更加适用。逡逑（ａ）惯性管温度２９３邋Ｋ逡逑面减小了预冷惯性管的冷负荷，另一方面也可以在逡逑后期利用合理的设计减少热端的散热负荷，从而使逡逑得脉管制冷机获得更好的应用。逡逑１理论分析逡逑惯性管利用其管内振荡流体所产生的纯阻力、逡逑感抗以及容抗的共同作用，改变交变流动压力和速逡逑度的相位关系，从而满足脉管制冷机所需的

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本文编号：2558467