自由活塞斯特林制冷机间隙密封技术研究

间隙密封作为自由活塞斯特林制冷机中的一项关键技术,可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染,同时由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。文中建立了层流工况下间隙密封的数学模型,推导了密封间隙的泄漏率。针对自由活塞斯特林制冷机的结构,对三处不同位置的间隙密封分别进行分析,提出了不同位置的间隙密封设计要求。对于直线压缩机的间隙密封,压缩机间隙密封的泄漏会带来压力波损失并同时影响压缩机固有频率;为消除压缩活塞的偏置,要求周期泄漏量为零,对于膨胀机的间隙密封,除了泄漏损失还包括了穿梭损失和摩擦损失等。最后,考虑实际加工和装配工艺的局限性,对间隙密封的偏心影响进行了分析,并对自由活塞斯特林制冷机间隙密封的安装技术和检测手段提出了简单的建议。     

斯特林制冷机间隙密封冷量损失实验研究

传统的斯特林制冷机回热器使用接触式滑动密封,存在磨损,限制斯特林制冷机的使用寿命。间隙密封的应用则可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染。但由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。设计了一套模拟实验装置,通过实验验证了回热器与气缸壁间隙内气体泄漏率及泄漏引起的冷量损失理论分析的正确性。     

气动分置式斯特林制冷机间隙密封优化

气体泄漏及间隙传热会导致制冷机性能恶化,因此间隙密封技术是气动分置式斯特林制冷机的一项关键技术.对三种不同间隙密封结构展开研究,搭建Sage模型分析结构参数对制冷机性能的影响,模拟结果显示:间隙高度H不仅影响泄漏率,还与穿梭损失及泵气损失相关;双段式间隙密封的密封1长度比例越大,制冷量越大.当长度比例及密封1、间隙1高...     

高温超导用自由活塞斯特林制冷机理论研究

制冷机是制约高温超导器件的瓶颈.文中针对自由活塞式斯特林制冷机进行了理论研究,建立了自由活塞斯特林制冷机的热声模型,对充气压力、活塞的位移振幅、热端换热器温度和密封间隙进行了模拟.模拟结果显示,以最大制冷量为目标最佳充气压力为1.9MPa,增加活塞位移振幅、降低回热器热端温度以及减小密封间隙可提高制冷机的性能.     

大冷量长寿命斯特林制冷机热环境适应性试验研究

介绍了一种大冷量长寿命斯特林制冷机的热环境适应性试验研究,包括高低温循环筛选试验、高低温性能试验及热真空试验,对试验结果进行了分析。制冷机采用板簧支撑、无接触间隙密封等先进技术,制冷量达到6.8W/80K,功耗不大于150W,工作寿命30 000小时以上。     

高效斯特林制冷机性能实验研究

围绕某型号研制任务需求,自主研制了一种气动分置式斯特林制冷机,制冷机采用动磁式直线电机驱动、压缩机对置结构,压缩机及膨胀机均采用膜片弹簧支撑方式。基于sage软件完成整机热力学、结构相关设计,针对影响制冷机的主要因素：密封间隙、充气压力和膜片弹簧刚度开展了相关的理论和试验研究,获得了压缩机与膨胀机最佳的匹配状态,样机在60 W_AC输入功率下制冷量不低于3 W/80 K,制冷机效率可达5%以上。     

空间双级斯特林制冷机的研究进展综述

双级斯特林制冷机可用于长波红外探测领域及多目标冷却中。文中概述了国内外双级斯特林制冷技术的研究及应用进展,总结了双级斯特林制冷机的关键技术特点,可为研制空间双级斯特林制冷机提供有益的参考。     

斯特林制冷机技术研究进展综述

介绍了国内外长寿命斯特林制冷机技术的研究进展及其应用情况,并对影响斯特林制冷机工程应用的工作寿命和可靠性进行了简要分析。综述了国内外斯特林制冷机技术的发展现状。     

小型分置式斯特林制冷机理论冷量的计算方法

分置式斯特林制冷机由于连接管和室温腔等死容积的存在,其理论冷量的计算方法更是有别于整体式斯特林制冷机。文中着重以数值计算的思路计算了小型分置式斯特林制冷机的理论冷量,并通过实验测定。最后分析了主要工作参数诸如充气压力、工作频率等对分置式斯特林制冷机性能的影响。     

聚四氟乙烯基耐磨涂层在制冷机中的试验分析

通过在斯特林制冷机中的关键零部件活塞表面喷涂一定厚度的聚四氟乙烯基耐磨涂层,并对活塞喷涂件在斯特林制冷机中进行跑合试验,研究了耐磨涂层在斯特林制冷机中的应用情况,将经过跑合试验后的斯特林制冷机打开内部并观察各零部件的摩擦磨损情况,同时分析了耐磨涂层对斯特林制冷机的影响作用机理。结果表明:通过延长固化时间和升高固化温度可以有效解决涂层吸水性和收缩性的应用限制。     

耦合高压斯特林制冷效应的复合磁制冷循环的数值模拟

本文借助计算流体力学软件, 对复合磁制冷机进行整机数值模拟分析. 以复合磁制冷机为建模原形, 分别计算了主动式磁制冷循环以及复合磁制冷循环. 利用模型计算分析了利用系数, 工作频率对主动式磁制冷的制冷效果影响, 同时模拟计算了不同相位角、不同频率下的复合磁制冷机的制冷效果, 计算得到适合复合磁制冷循环的最佳匹配相位角. 模拟计算结果对后续实验台的设计搭建有很好的指导作用.     

阶梯推移活塞双级脉管制冷机的数值方法

如何提高双级脉管制冷机的效率是脉管制冷机领域一直关注的问题。已有实验证明,使用阶梯推移活塞作为调相机构可以得到高于采用双向进气时的效率,这证明阶梯推移活塞具有很高的研究价值。本文提出了用于分析双级脉管制冷机的节点分析法,该节点分析法是基于双向进气脉管制冷机数值计算的一种改进。该方法有助于从热力学角度更深刻地理解阶梯推移活塞双级脉管制冷机。本文利用该方法讨论了第一级脉管和第二级脉管的匹配问题,以及第二级回热器填充率对制冷性能的影响。     

The effect of surface roughness on thermal-elasto-hydrodynamic model of contact mechanical seals

In this paper,the effect of surface roughness on sealing clearance,pressure distribution,friction torque and leakage is studied by the thermal-elasto-hydrodynamic mixed lubrication model.A convergent nominal clearance is formed by the pressure deformation and thermal deformation of the seal faces.This causes more serious wear in the inner side than that of the outer side of the contact area.Mass leakage increases with the growing of the surface roughness.The temperature and thermal deformation on the seal surface increases substantially if the roughness is reduced.The contact mechanical seals have consistent performance when the standard deviation of surface roughness is approximately 0.2μm.In order to validate the theoretical analysis model,a method combining the measurement of three-dimensioned profile and Raman spectrum is proposed.     

On the maximum efficiency of the ideal regenerative stirling cycle

It is shown that the efficiency of a regenerative Stirling cycle can principally not reach that of a Carnot cycle operating in the same temperature range. A relation is obtained between the degree of regeneration and the characteristics of regenerator. The maximum efficiency of an ideal regenerative Stirling engine is obtained.     

缝隙回热器式脉管制冷机的数值分析

提出一种缝隙回热器式脉管制冷机,并进行了计算机模拟.运用有限差分数值计算方法,对其进行了较全面的热力分析,着重讨论了一些运行参数和结构参数的影响.     

Stirling Refrigerating Machine Modeling Using Schmidt and Finite Physical Dimensions Thermodynamic Models: A Comparison with Experiments

The purpose of the study is to show that two simple models that take into account only the irreversibility due to temperature difference in the heat exchangers and imperfect regeneration are able to indicate refrigerating machine behavior. In the present paper, the finite physical dimensions thermodynamics (FPDT) method and 0-D modeling using the Schmidt model with imperfect regeneration were applied in the study of a β type Stirling refrigeration machine.The 0-D modeling is improved by including the irreversibility caused by imperfect regeneration and the finite temperature difference between the gas and the heat exchangers wall. A flowchart of the Stirling refrigerator exergy balance is presented to show the internal and external irreversibilities. It is found that the irreversibility at the regenerator level is more important than that at the heat exchangers level. The energies exchanged by the working gas are expressed according to the practical parameters, necessary for the engineer during the entire project. The results of the two thermodynamic models are presented in comparison with the experimental results, which leads to validation of the proposed FPDT model for the functional and constructive parameters of the studied refrigerating machine.     

旋转状态下篦齿-蜂窝结构封严特性研究

本文对篦齿-蜂窝封严结构的封严特性进行了三维数值仿真,研究了不同结构参数、旋转速度及气动参数对其封严特性的影响,并与篦齿-涂层封严结构进行了对比.结果表明:采用蜂窝结构能改变篦齿腔内气体的流动,有效降低泄漏;篦齿前后腔气动参数一定时,齿数增加、篦齿节流间隙宽度减小或转速增加,泄漏量和泄漏系数都会相应减少.