60K斯特林制冷机回热器结构优化和试验研究

回热器作为回热式低温制冷机的核心部件,其效率的提升对低温制冷机具有重要意义。对研制的60K斯特林制冷机回热器进行优化设计和试验研究,获得了最佳回热器填料。通过对回热器冷端换热器结构的优化,讨论了其空隙率及局部损失对整机性能的影响,得到了冷端换热器的最佳空隙率,有效提高了制冷机的制冷量及其温度稳定性。在制冷机质量小于2.0kg以下,获得了1.8W/60K@23℃制冷性能。     

新型径轴向混合填充式回热器轴向导热特性研究

针对所开发的新型径轴向混合填充式回热器进行了轴向导热特性的研究和分析.使用低热导率的非金属材料制作回热器管壁对回热器性能有积极影响.通过回热器轴向填料的轴向导热损失占填料总轴向导热损失90%以上.在通过回热器的三项轴向导热损失中,通过回热器填料轴向导热损失占主导地位,其与通过回热器管壁是两项可比拟的损失项,通过回热器中...     

基于Regen的斯特林制冷机回热器优化设计与实验研究

基于Regen软件对斯特林制冷机回热器进行了优化设计,分别对回热器长度、冷端压比、回热器填料网片目数和回热器填料填充方式进行了优化设计和试验研究.理论和试验研究发现,通过改变回热器填料网片目数和填充方式可以达到提高回热器效率的目的,同时研究还发现在相同目数下,采用更细的不锈钢丝作为回热器填料材料,可以提高回热器效率.     

带预冷的4K斯特林型脉管制冷机设计

本文提出了采用两级G-M型脉管制冷机预冷一台单级斯特林型脉管制冷机来研究液氦温区斯特林型脉管制冷机性能的实验方案.基于回热器数值模拟软件REGEN3.3,重点研究了液氦温区回热器长度、回热器填料、气体工质对回热器效率的影响.采用低温惯性管作为斯特林型脉管制冷机调相装置,在小声功系统中实现了理想相位关系的调节,有效提高小型斯特林型脉管制冷机的效率.     

低温回热器模型REGEN

回热器是低温制冷机的核心组件,完成回热器的热设计与结构设计等于说完成了回热式低温制冷机设计的主体。通过建立回热器内流体与回热填料的质量方程、动量方程和能量方程并求解可确定制冷机的理论设计性能指标。运用解析方法求解回热器数学物理模型相当困难,因此广泛采用数值求解方法。总结了目前国际上主流的回热器物理数学模型,介绍并比较回热器性能仿真软件REGEN、Sage和DeltaE,重点介绍REGEN的原理、特点、功能和应用等方面,并指出其不足之处和发展方向。     

液氮温区混合回热器斯特林制冷机数值模拟研究

自由活塞斯特林制冷机具有温区广、制冷效率高、结构紧凑、振动小以及寿命长的特点。回热器作为制冷机的核心部件,决定着制冷机的性能。为了提高液氮温区斯特林制冷机的效率,本文提出采用卷绕聚酯酰胺(简称PI)薄膜和不锈钢丝网混合填充的回热器,并对该混合回热器进行了数值模拟研究。首先分析了液氮温区混合回热器的填充参数,接着设计制冷机的尺寸参数并建立制冷机整机的数值模型,最终揭示回热器长度、两种填料填充比以及相位特性对混合回热器制冷性能的影响,并将混合回热器与单一填料回热器进行对比。结果表明,混合回热器在液氮温区具有明显优势,在混合回热器长度为8 cm、卷绕PI薄膜和不锈钢丝网混合填充比例为7:1、排出活塞领先动力活塞60°时获得最佳制冷性能。室温300 K、输入声功为451 W,在77 K获到58.1 W的制冷量,声功计的相对卡诺效率为37.26%,比单一填充卷绕PI薄膜和层叠不锈钢丝网的回热器分别高了6.26%和17.33%。     

单级回热器变工况优化设计

通过回热器数值计算程序REGEN深入理解回热器模型,计算回热器内部各项损失。基于各参数间的强弱关系讨论了回热器的优化设计流程。在此基础上,针对35 K、60 K和80 K温区及30~300 Hz频率,给出了回热器中质量流量、长度、填料以及充气压力对制冷效率COP的影响关系图,以期对回热器的工程实践提供指导。     

脉管制冷机层叠丝网填充回热器导热特性数值分析及优化

回热器为回热式低温制冷装置的关键部件,其性能直接影响到整机性能。对层叠丝网回热器的轴向导热损失进行了理论分析和数学建模,采用单一及不同目数金属丝网混填了单级脉管回热器,基于80K,50Hz的工况下,理论分析了不同目数层叠丝网混合填充时,配比组合参数对回热器轴向导热损失的影响。结果显示:层叠丝网所引起的轴向导热损失为回热器轴向导热损失的主要形式。研究表明,恰当的混填形式可以提高回热器性能。在此基础上提出了层叠丝网回热器填充配比优化方法。     

牛津型斯特林制冷机回热器特性的理论研究

考虑到工质气体的可压缩性和非理想效应 ,在进入气流简谐波动的条件下对回热器建立了理论模型 ,对牛津型斯特林制冷机的回热器动态热力特性进行了理论求解。通过对动态压力、速度、温度等参数的求解结果分析可知 ,气体与填料之间的热交换对气流压力波动和速度波动影响很小 ,而对气流温度波动影响很大。并且给出了回热器优化的措施。     

多段式回热器的斯特林热声发动机CFD仿真

热声回热器的温度梯度使得轴向气体存在不同粘性,因此单一水力直径的丝网会引起回热器的直流损失。为了减小该损失,文中提出了多段式回热器结构,建立了适用于大振幅下斯特林热声发动机的三维CFD计算模型。计算结果验证了多段式回热器能有效提高热声发动机的整机性能。该研究有助于增加对回热器的进一步认识和理解。