回热式低温制冷装置回热器填料结构概述

作为回热式低温制冷机关键部件之一,回热器性能对整机效率影响甚大。分析了回热器填料多孔介质的选择依据及性能评价指标。根据填料物性、结构及填充方式的不同,将其分为层叠丝网型、环形狭缝型、球状颗粒型、随机纤维型、平行丝束型和蜂窝泡沫型等。结合其结构形式,总结了不同回热器的特点及应用场合。对回热器填料研究和发展趋势进行了展望。     

格栅式回热器换热性能解析解的误差分析

为探究格栅式回热器的换热性能,首先建立了近似的圆管解析模型,并采用数值法验证了圆管解析模型的正确性,数值解和解析解最大均方误差不超过0.025,基于此误差很小。然后分析了格栅式回热器六方管和圆管的温度分布和换热量,并对两种不同结构的温度分布和换热量进行误差分析。结果表明：六方管和圆管温度的最大均方误差为1.8,随着频率的越大,两种等效结构之间的温度误差和换热量误差就越大,圆管解析解和六方管数值解换热量的最大误差不超过0.026,在误差允许范围内用近似的圆管解析模型代替六方管是可行的。     

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.     

大冷量斯特林脉管制冷机中的损失

介绍了高温超导中使用的斯特林型大冷量脉管制冷机的发展,分析了大冷量脉管制冷机回热器和脉管中损失产生的机理,并对实验中针对降低大冷量脉管制冷机损失的方法进行了总结。建立合理的数学模型,通过计算机仿真深入研究回热器和脉管中损失,进行精细化的改进设计成为发展大冷量脉管制冷机所面临的重要挑战。     

一种耦合斯特林制冷效应的复合式磁制冷循环的数值模拟

介绍了一种斯特林回热式制冷效应和主动式磁制冷效应耦合的新型制冷循环。循环采用的回热填料钆既是磁制冷循环的磁热材料又是斯特林制冷的回热材料。通过斯特林回热式制冷循环和磁制冷效应的正面耦合叠加获得更优良的制冷效果。同时介绍了一种磁制冷回热器的数值计算模型,本模型是基于控制容积法计算的一维交变流动模型,并对常规回热器内填料能量控制方程进行了修正,考虑了磁性材料磁热效应的影响,添加内热源项。论文计算分析了系统相位角、压力和频率的变化对制冷性能的影响。文中给出的部分模拟结果对后续实验台的改造有一定的借鉴指导作用。     

脉管制冷机回热器压力特性的实验研究北大核心

脉管制冷机回热器冷热端压比和压降的实验数据对回热器研究具有重要作用。为探究回热器冷热两端压比和压降的变化规律,基于实验室自制的直线型脉管制冷机的回热器冷热端压力特性测试平台,实验测量了回热器不同工况下的冷热端压比,分析了输入功对压力特性的影响,找出了频率、制冷温度对回热器压力特性的影响。实验结果表明:冷端压比实测值在1.11-1.14左右,输入功越大,冷热端压比越大;频率越大,冷端压比越大;冷端压比越高,制冷温度越低。     

基于场协同理论的热声回热器数值研究

热声回热器是热声热机的重要部件。基于Rayleigh准则,提出回热器内流固之间的对流换热强度是影响热声热机整体性能的重要因素。利用改进的数值模型,模拟了平行板叠内回热器的速度与温度分布特性,并分析了板叠内部对流换热及整机性能之间的对应关系。此外,基于强化对流传热的场协同理论,提出了4种新型结构的异型回热器,并分别对其换热性能与热声转换性能进行了对比分析研究:表明采用混合型回热器的热声热机具有更优越的工作性能,输出声功的压力振幅较普通结构回热器可提高2.8%。研究结果验证了热声回热器内部对流换热强度与热声热机性能呈正相关性,通过改良回热器结构可有效提高热声热机的热声转换性能。     

空气取水器中两种型式回热器的性能分析

对制冷结露法空气取水器中的回热器进行了分析研究。该系统分别采用间壁式和混合式两种不同型式的空气回热器,并对两者分析比较。研究表明:在制冷结露法空气取水器系统的设计中,采用间壁式回热器要比混合式的取水效果更好。     

氦气实验回路HeCEL-3概念设计的初步系统分析

利用大型系统与安全分析软件APROS 对氦冷实验回路(HeCEL-3)进行了包括稳态和瞬态的工况分析,不仅给出了回路设备参数的选取参考值、回路热工参数的分布,而且给出了回路瞬态运行的主要参数变化,为回路的设计和进一步设备调研提供了数据参考。同时,其分析过程和结果对中国聚变工程实验堆(CFETR)和未来聚变堆冷却回路的设计也有一定的借鉴意义。     

R116跨临界热泵循环性能分析

文中对R116跨临界热泵循环进行了理论分析,分别计算了压缩机最优排气压力和回热器对系统性能的影响。计算结果表明,系统存在最优排气压力,最优排气压力与制冷剂气冷器出口温度、蒸发温度以及过热度都有关系,利用多项式函数对最优排气压力进行了拟合,拟合的最大相对误差为-5.92%,平均相对偏差为1.77%;在蒸发温度-5℃、0℃、5℃,过热度5℃、10℃、15℃,气冷器出口温度25℃—70℃的情况下,分别对系统回热循环性能进行了分析计算,结果表明回热循环性能较无回热循环有大幅的改善,改善幅度介于12—95%之间。文中结果可以为R116跨临界热泵系统的设计和控制提供理论参考。