低温VM制冷机实验研究进展

VM制冷机是一种结构紧凑的热驱动斯特林型制冷机,主要靠工作热源间的温差在系统内产生制冷所需压力波动。通过对系统内部往复运动的排出器设置合适的相位角,VM制冷机可以实现从高温热源和低温热源吸热,向中间热源放热。此外,VM制冷机还具有磨损和振动小、寿命长等优点。到目前为止,气耦合脉冲管型的两级VM制冷机已经能够获得2.49K的无负荷温度,在4.2K可提供36m W制冷量。在总结单级和多级低温VM制冷机的实验进展的基础之上,进一步探讨了低温VM制冷机的应用领域,为低温VM制冷机的发展及实际应用提供了参考。     

低温热压缩机系统的数值模拟与实验研究

本文对低温热压缩机系统进行了数值模拟和实验研究,首先对低温热压缩机的运行参数进行了研究,结果表明提高运行频率、增大平均力、降低预冷温度均可增大系统的压比,但同时也会消耗更多的预冷量。之后对热压缩机所需的预冷量和各项热损失进行了分析,结果表明排出器运动产生的损失所占比例最大,是进一步优化的重点。最终本文所研究的低温热压缩机系统,在2 Hz运行频率下、平均压力1 MPa时,所需要的冷量约为54 W@77K,系统可产生1.95的压比。基于此热压缩机系统,进一步驱动单级多路旁通脉冲管制冷机,可成功获取3.8 K的最低温度。