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微型斯特林制冷机的实验研究

一、引言 最近儿年我们对国产3LY一。.8/194’和A3o4。二种斯特林循环制冷机的热力学性能进行了系统的测量,前者为小型单级制冷机,后者为微型双级制冷机。测量内容包括制冷温度、操作压力、制冷功率、冷却时间等参数及其相互之间的关系。此外还考虑了环境条件、回热器污染情况等对制冷机性能的影响。本文只介绍微型双级斯特林制冷机的实验研究。二、装置特性这台微型双级斯特林制冷机于1972年由北京大学制成。其主要的技木参数见表I,J尸~‘丫肚当三田正\/’不l/‘m钊,I份r爸二军图1制冷机测温 点布置图巾卜膨胀腔;2一回热器;3一膨胀腔;4一回热器5一热交换器6一压缩腔;7一活塞.最低制冷温度为25一30K〔“二。除少数几个零件外,大部分元件均用不锈钢制造。制冷机的气缸与排出器构成一个阶梯形的,低温膨胀腔,排出器内有两个同轴布置的回热器,采用不锈钢丝网作填料,在一级冷头外部装有一个铜屏,在铜屏外面的绝热夹套中缠绕有若千层镀侣涤纶薄膜,以减...  (本文共6页) 阅读全文>>

《深冷技术》1989年05期
深冷技术

影响斯特林制冷机性能因素的理论分析

一、前 官斯特林制冷机的性能,不仅与机器的结构参数和所使用的工质有关,而且还受运行工况条件的影响。为了设计满足一定运行条件内最佳结构的制冷机,或者针对给定结构的制冷机,找出其最佳工作状态,都需要了解影响制冷机性能的各种因素及其影响规律。由于回热式制冷机内工质热力变化过程与能量转换过程的复杂性,精确的理论分析非常繁复,只能借助大型高速计算机才能求得数值解,实际上由于缺乏必要的摩擦阻力系数和准确的换热系数等数据,其解也仍是近似的。目前,唯一能得出解析解的 Schmidt等温模型理论仍被普遍采用,该模型直观地反映了制冷机性能与各参数间的关系,分析简便,但过于理想化,与实际情况差别太大。60年代后,随着计算机的应用,人们提出了各种各样的数值模拟求解方法[‘’‘]。这些方法繁易程度不一,其中绝热气缸模型是较为简便的一种,比等温模型接近实际,已知绝热过程与等温过程是工质实际热力过程的两个极限惰况。本文结合等温模型和绝热气缸模型进行分析,得出...  (本文共7页) 阅读全文>>

《西安交通大学学报》1989年04期
西安交通大学学报

斯特林制冷机循环的分析及计算

O前言 迄今为止,斯特林制冷机已有多种机型,文献〔1」和〔2〕分别给出了单、双级斯特林制冷机的计算式.显然,这些公式都有其自身的局限性.本文在对该类机器的循环作深入分析的基础上,探讨并获得了它们的通用计算式,以适应斯特林制冷机发展的需要.1循环分析 图1为各种斯特林制冷机的示意图.其中a为众所周知的单级斯特林制冷机示意图;犷,贾:回-属_二尹x一护图l斯特林制冷机刁 意图︸馨一︸酬淤一司门l嗜卫一阮·不厂。rR少︸,对门皿l 一澳腹展︸沦日一七︸仪︸︸ 一l卜卑洛“|114西安交通大学学报第23卷且补偿了冷损刁Q鞍:时,仅有发生在T龙一少二低温区的冷损JQ货盈.才消耗低温冷量Q:.若忽略除刁Q贯盆:以外的其它损失,则在QE~JQ袜:时,获得双级循环的最低温度T盔皿、为T乱,i。~CP(1一刀说.)rM“玩卿十似‘一呱’(5) 若回热器效率刀丑.、比热Op、压比八/尹:都与单级机器相同,显热 尹要nli。尹盖二、 同理可得,二级机...  (本文共5页) 阅读全文>>

《低温与特气》1987年04期
低温与特气

分置式斯特林制冷机参数的优化

一、引言 分置式斯特林制冷机克服了整体式斯特林制冷机冷头受压缩机部分振动影响的缺点,而保持了整体式斯特林制冷机的结构紧凑、效率高、起动快等优点,因而受到国内外许多部门的重视,发展较快,应用较广。怎样较快地找到其最优化设计参数,是个急待解决的问题。 本文讨论分置式斯特林制冷机的结构特点及数学模型的特殊问题。建立了低温制冷机优化设计的目标函数,采用书黝束非线性规划理论,建立了分置式斯特林制冷机的优化模型。 本文采用的数学模型,考虑了斯特林制冷机中的回热损失、流动阻力损失、穿梭损失、泵气损失、轴向导热损失及其它损失对冷量的影响;另外,还考虑了流阻、摩擦、传动、电机损失等直接功耗损失。采用修正室温腔和低温腔内部工质温度的办法来补偿等温模型的缺陷,以便使优化结果更符合实际。 用本文建立的优化模型进行了实例计算,并把优化结果与实验统计数据进行了比较。 尹二、制冷机结构示意图优化设计的对象是分置式斯特林制冷机,图1是其结构示意图。左边是气缸一...  (本文共9页) 阅读全文>>

《广东工学院学报》1993年02期
广东工学院学报

在最佳制冷系数时斯特林制冷机的制冷率

斯特林制冷机真有结构紧凑,工作温度范围宽,起动快,效率高,操作简便等优点.所以在低温区获得了广泛的应用。本文利用现代热力学的一个分支—有限时间热力学,考虑到斯特林制冷机两个等温过程和两个等容过热的全部换热不可逆性,导出了以理想气体或范德瓦尔斯气体为工质斯特林制冷机的最佳制冷系数和制冷率之间的关系,并由此导出了斯特林制冷机在给定初冷系数情况下,所需的最小输入功率。同时也给出在给定输入功率时,斯特...  (本文共1页) 阅读全文>>

《深冷技术》1980年06期
深冷技术

斯特林制冷机的分析及其计算

一、绪言自从1954年荷兰菲利浦公司试制成第一台单级斯特林制冷机以来,斯特林制冷机一直在不断发展,先后制成双级、多级及能获得3.IK的单级斯特林制冷机。在结构上也有多种机型。其发展概况如下表所示:年代I 级数gR 低 温 度(K)0 冷且1954 单级D 一1930w(77K)!963 双级 门Z90W(20K)19701 三级17.SIO.SW(!K)1979 四级!一1 冷却sQUID至8.SK[‘].该机与1954年制成的单级机不同,其热螨法兰温度为8.6K,平均工作压力为27千帕坏卡。工质处于两相区。约有2%的液体N1。国外文献仅发表了单级斯特林制冷机的计算公式”’;作者曾提出双级斯特林制冷机的计算公式’“’。显然,上述公式都有其各臼的局限性,不能适应斯特林制冷机的发展。因此,有必要对该类机器的循环进行深入分析,并在此基础上建立斯特林制冷机的计算通式。二、斯特林制冷机的循环】.单级机器讨论的前提是,假设工质为...  (本文共11页) 阅读全文>>