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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>>

华中科技大学
华中科技大学

微型整体式斯特林制冷机研制及整机工程化模型研究

斯特林制冷机是小型低温制冷机中应用最广泛的一种,具有结构紧凑,工作温度范围宽,启动快,效率高,操作简单等特点。整体式斯特林制冷机是最早得到研究和应用的斯特林制冷机,由于其技术成熟,至今在许多领域仍得到广泛的应用。发达国家将优质斯特林制冷机列为对我国禁运的产品,因此发展具有独立知识产权的产品化的斯特林制冷机势在必行。为此,我们对旋转电机驱动的微型整体式斯特林制冷机的支撑结构进行了研究。研究工作围绕消除整体式斯特林制冷机中制约整机寿命的活塞和排出器的侧向力引起的密封磨损进行。采用把活塞和排出器固定在线性滑轨上的方式,把原来作用在气缸和排出器上的侧向作用力转移到线性滑轨轴承上。滑轨轴承为现成的成熟产品,可以承受一定载荷且具有长的寿命,把它应用于旋转式斯特林制冷机是可行的。本文对采用线性滑轨支撑的整体式斯特林制冷机样机研制过程和性能实验的情况进行了介绍。对结构设计的关键技术和关键过程进行了研究,总结了调机实验的情况。在样机研制的基础上,...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

《低温与超导》1988年01期
低温与超导

微型斯特林循环制冷机

—)L—jh一、刚【 茜 闭循环微型制冷机越来越多地在空间技术中用于冷却电予器什。几乎所有这些应用都要求离可靠性、高效率和长寿命。许多应用还要求体积小,重量轻,振动小和在恶劣环境下工作,如高温环境和大加速场中的工作能力。该机除首先满足上述三种要求外,还具有在恶劣环境下运转能力,尤其是不适当地满足了其他要求。图l,压缩机原理图。l、永久磁铁;2、磁极部件;3、软铁套圈;4,线圈;5、:悬浮弹簧;6、辅;7、活塞;8,气体冷却器;9、气缸衬套;1 O.位移f譬感器。二、可靠性、长寿命和性能 口前的微型制冷机性能故障或损耗,通常是由于摩擦部件的磨损。可冷凝污染物的冻结和工质的泄漏引起的。在这台制冷机上,磨损问题通过使用与问斟:密封一起运动的机械支承仕短部仆得到了克服,避免了在密封面的接触。在充纯净的氦之前,通过严格的抽空和烘烤处理,除掉了污染物,把驱动lt【机封闭在压力窬器内,避免了过去动密封的一个主要泄漏源。 采用这种尺寸的制冷机达...  (本文共5页) 阅读全文>>

《流体机械》2006年03期
流体机械

微型斯特林制冷机用线性压缩机研究

1引言斯特林制冷机由于采用了线性电机驱动方案、动态非接触密封、污染控制等关键技术,其可靠性已得到了突破性提高。压缩机是斯特林制冷机的核心部件。针对制冷机的小型化和轻量化要求,中国科学院上海技术物理研究所研制了一台微型斯特林制冷机用小型线性压缩机。该机与气动膨胀机联机实验,获得了80K温度下制冷量为1.12W、输入功率小于40W的良好性能。2线性压缩机结构微型斯特林制冷机用小型线性压缩机结构如图1所示,其外形尺寸为60mm×170mm,重量为1.7kg。该压缩机由2个完全对置的单缸压缩机组成(这种结构很大程度上减小了压缩机在运行时产生的振动),每个单缸压缩机由动子组件和定子组件两部分构成。图1线性压缩机结构示意如图1,其动子组件包括电机线圈和活塞两部分,电机线圈与活塞直接连接,由两组柔性膜片弹簧支撑,膜片弹簧径向刚度很大,在活塞往复运动过程中形成间隙动密封,大大减小了活塞与气缸间的磨损。定子组件包括材料为纯铁的内外磁极和材料为Nd...  (本文共4页) 阅读全文>>

《低温与特气》1987年02期
低温与特气

斯特林微型低温制冷机研制动向

众所周知,斯特林机可用作制冷机、热泵及发电设备。罗伯特·斯特林最早发明了发电装置,在不到20年的时间里,1834乍约翰·赫谢尔在给科学协会的信中,首先提出用斯特林逆循环制冰的设想。这种设想要付诸实践鲜为人知,但人们认为这是不可能的。事过30年以后,大约在]861年,亚历山大·柯I豁川成了一台闻名遐迩的斯特林制冷机。 尽管有这些和类暇l均显著进展,但斯特林制冷机从未投入实际工业使用。与此相反,整个十九世纪和二十世纪早期,斯特林发电装置风行一时,直至被内燃机和电机所取代为止。1938年菲利浦研究实验室成功地研制出小型煤油发电装置,使斯特林机得以复兴,很快人们发现这也机器能象韧冷机那洋正常运行,将空气液化。1948年在Jan Kohler带领下开始研制有名的菲刊浦斯特林液化器。研制工作相当成功,19别年液化器崭露头角,并供应系列附件。至今,大约已生产了1500台液化器。目前还生产各类液化器供应市场。非利浦斯集团还生产许多容量较大和容量...  (本文共5页) 阅读全文>>

《低温工程》2006年03期
低温工程

微型整体式斯特林制冷机系统的计算机仿真优化研究

1引言斯特林制冷机作为微型制冷机中的一个重要的组成部分,不仅拥有一般微型低温制冷机体积小、适用性强等优点,而且具有系统性能稳定,制冷效率比较高的特点。整体式斯特林制冷机设计理论,涵盖到了热动力学、流体力学、传热学、多孔介质理论等方面的问题。从20世纪80年代开始,系统动力学方法的应用给斯特林制冷机的理论研究指出了一条线性网络理论研究的道路;90年代初,印度的M.D.Atrey等人提出了一种绝热等温计算模型,主要假设压缩腔近似于绝热过程而在膨胀腔为等温过程;西安交通大学的何雅玲[1]采用节点分析的方法,建立了斯特林制冷机的数值计算模型。随着计算机技术和有限元软件的发展,基于有限元技术的数值仿真方法迅速开展起来。有限元仿真计算的最大的优点在于能够考虑到系统的局部结构问题,计算模型更加接近真实情况,内部流场分析也更加清楚。但就目前的研究状况来说,大多限于对局部部件的流动仿真,很难得到系统设计的优化结果。回热器做为斯特林制冷系统的关键部...  (本文共5页) 阅读全文>>