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根据Redebaugh相位分析理论,建立了双向进气对于G-M型脉冲管制冷机性能影响的数学模型,在此基础上提出了制冷机性能优化的若干措施。同时建立了单级G-M型脉冲管制冷机性能实验系统,通过改进小孔阀的开度,优化旋转阀的进气频率和双向进气的开度,使系统性能得到了明显的改善。 相似文献
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脉冲管制冷机是近年来空间微型机械式制冷机研究的前沿课题,作者通过精确的实验测量和分析,首次发现了双向进气型脉中管制冷机存在直流分量,该直流分量是脉冲管制冷机的一种损失,并指出多种旁能流程可以减小直汉损失,提高脉冲和制冷机的制冷性能。 相似文献
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单级高频脉冲管制冷机研究 总被引:2,自引:1,他引:1
采用单级高频脉冲管制冷机获得低于30 K的制冷温度是脉冲管应用的一个新方向.本文介绍了一套获得了26 K最低制冷温度的单级高频脉冲管制冷机,这是无多路旁通的单级高频脉冲管制冷机获得的最低温度.实验表明,即使对于惯性管作为主要调相结构的高频情况,双向进气方案在进一步调相和降低温度方面仍有很大作用.该工作为单级高频脉冲管制冷机在30~40 K温区的应用奠定了基础.该实验结果和模拟分析结果基本相符.通过和二级制冷机的比较说明了单级制冷机的优势,即较大的制冷量斜率. 相似文献
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简述了脉冲管制冷机研究现状和存在的问题 ,介绍了低温中心建立的脉冲管制冷机动态参数实验系统。通过对一典型脉冲管制冷机的动态参数的实验数据测量 ,分析了动态压力和质量流量之间的振幅和相位关系 ,首次在实验中发现了存在于脉冲管制冷机内部的直流现象 (DC-Flow)。指出该直流分量是脉冲管制冷机的一种损失 ,揭示了多路旁通进气方式可减小直流损失 ,提高脉冲管制冷机的效率。并从理论上分析了产生直流现象的根本原因 ,给出了直流分量的具体数值和大小。 相似文献
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本研制了一台脉冲管制冷机,通过对其结构尺寸进行优化,采用双向进气和多路旁通等先进技术,制冷机最低温度达到46K,77K有1.6W的制冷功率;为了使制冷机长期可靠的运转,本提出并研制单向截止阀过滤装置,效果良好,该装置可以替代LN2提供低温冷源,为超导实验等方面服务,与超导材料的耦合测试结果是令人满意的。 相似文献
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本文介绍一台单级高频脉冲管制冷机的实验结果,研究了充气压力、运行频率、热端温度及冷头朝向等参数对制冷机性能的影响。该制冷机采用多路旁通方案、同轴结构,联合采用双向进气和惯性管气库进行调相。长颈管穿过压缩机内部后密封在气库里,气库、压缩机与脉冲管耦合成一体,结构紧凑。在充气压力1.7 MPa,输入电功260 W时,能够在20.6 K获得0.2 W,在24.1 K获得0.5 W的制冷量;在268 W输入电功,38 Hz运行频率条件F,无负荷最低温度18.6K是单级高频脉冲管制冷机在国际上首次获得的最低温度。 相似文献
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采用分子动力学方法,对He在微通道脉管内的非线性交变振荡的热力学响应进行仿真,研究气体振荡诱导管内轴向压力梯度、温度场的形成,并阐述微通道长径比对温差与相位的影响.结果表明:微通道内伴随压差驱动力在管内形成类似正弦函数压力波、速度波、质量流量波与半正弦的温度波.振荡周期随脉管管径的增大而缩短,随脉管长度的增加而增长,受直径影响很小;微通道两端的时均温差随长度的增加而增大,受直径的影响很小.预测针对不同的脉管直径存在一个最佳长径比与振荡周期,其数值随直径的增大而增大,为优化脉冲管的性能提供理论依据. 相似文献
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一台可工作在双向进气模式和小孔模式下的单级脉管制冷机,当双向进气方式采用并联双阀双向进气时,最低制冷温度为19.3K,50K以下的制冷量变化约为2W/K;当双向进气阀门关闭时,制冷机就工作在小孔模式下,最近的研究工作发现,当制冷机工作在小孔模式下时出现了一个新的现象-脉管冷端温度存在温度回路,该特点与脉管冷端的热负荷及小孔开度的调节方法有关,该现象的发现对于理解双向进气模式下温度不稳定问题提供了一个新的思路。 相似文献
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Present study investigated the development of ionization waves in an atmospheric‐pressure plasma jet. Plasma was ignited by 6 kHz sinusoidal voltage applied to a cylindrical electrode surrounding the 500 μm inner diameter quartz tube and positioned 10 mm upstream from the tube orifice. The plasma current was observed using a plane electrode placed 20 mm downstream from the tube orifice. The spatial development of ionization waves was monitored by registering the optical emission along the axis of the tube. At voltages in range of 5.5 ‐ 7.5 kV only one pulse occurred during positive half‐period while at higher voltages the number of pulses increased up to 6 ‐ 7 per half‐period. The development of the first and subsequent pulses during one half‐period was essentially different. For the first pulse the sharp rise of optical emission characterizing the front of the ionization wave occurred initially near the high‐voltage electrode and moved towards the tube orifice and further in the He jet. The propagation of ionization wave coincided with the rise of the displacement current measured at the plane electrode. For subsequent ionization waves of the same half‐period, the emission occurred initially at the tube orifice and the ionization wave developed simultaneously in two directions: towards the high‐voltage electrode and towards the end of the jet. The velocity of ionization wave inside the tube was in range of (2. 5 ‐ 5.0) · 104 m/s for first wave and as high as 1.2 · 105 m/s for subsequent waves. (© 2016 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim) 相似文献
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惯性管是脉冲管制冷机的一个重要部件,需要保证其在脉冲管热端提供合适的阻抗幅值和相位。如何准确确定惯性管阻抗一直是个难点。本文利用直线压缩机背腔内压力波动计算体积流率,从而间接得到惯性管入口体积流率,进而得到惯性管阻抗特性,并与DeltaEC计算做了详细对比,为进一步优化脉冲管制冷机打下基础。本文首先介绍了惯性管的热声计算模型及其湍流修正方法,并详细介绍利用压缩机了测量体积流率的方法。实验中重点考察了频率、惯性管入口压力波动、气库体积大小对阻抗的影响,并对实验结果进行了分析。实验结果表明,阻抗幅值及相角跟湍流模型计算结果总体而言相当吻合,但在某些区域还需进一步修正。 相似文献
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脉管制冷机是小型低温制冷机中的研究热点, 调相机构对其制冷性能有重要影响. 室温排出器型调相机构既可以回收声功, 又能够增强调相能力, 逐渐受到了重视, 然而由于排出器活塞间隙的存在, 系统中形成了闭合气流环路, 带来Gedeon 声直流的影响. 本文基于阶梯室温排出器调相的液氢温区两级脉管制冷机, 考察直流量对于系统性能的影响. 模拟结果表明: 一定量的正向直流可提升20 K 制冷量高达80%以上; 然而排出器活塞间隙引入了负向直流, 增加活塞长度、减小活塞间隙, 可以一定程度抑制直流. 相似文献
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使用非平衡分子动力学模拟方法分析了微通道脉冲管(MPT)中由正弦速度活塞提供驱动力时He气交替振荡的微观动力学过程,并对MPT的冷却机制进行了分析.结果表明,MPT的压缩和膨胀过程之间存在一个交替的振荡过程,两个过程具有不对称的属性分布,膨胀过程具有比压缩过程更大的轴向压力梯度.当充气压力较低时,循环时间对冷端温度的影响很小,但是当充气压力高于20 bar时,冷端温度对时间较为敏感,随着时间的减少,冷端温度进一步降低,而冷端瞬时平均温度随着充气压力的增加而增加.另外,压比随着时间的减少而增加,并且明显不受充气压力的影响,但它会在MPT的轴向上产生较大的温度梯度.综上所述,在热端使用不同形式的换热器和调相元件会释放或回收额外的声功率.固定工作模式和尺寸参数的MPT具有最佳频率,可以在冷端获得最低的空载温度.仿真结果增进了对脉冲管制冷机的认识,并为微通道脉冲管制冷机的优化设计提供理论支持. 相似文献
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The paper studies numerically the flow development behind the shock wave propagating inside the tube. The detailed analysis of the flow patterns behind the shock wave allows determination of the gas-dynamical origins of the temperature non-uniformities responsible for the subsequent localized start of chemical reactions in the test mixture. In particular, it is shown that the temperature field structure is determined mainly by the mechanisms of boundary layer instability development. The kinetic energy dissipation related to the flow deceleration inside boundary layer results in local heating of the test gas. At the same time, the heat losses to the tube wall lead to the cooling of the gas. Therefore the temperature stratification takes place on the scales of the boundary layer. As soon as the shock wave reflected from the end-wall of the tube interacts with the developed boundary layer the localized hot regions arise at a certain distance from the end wall. The position of these hot regions is associated with the zones of shock wave interaction with roller vortices at the margin between the boundary layer and the bulk flow. Formulated mechanism of the temperature field evolution can be used to explain the peculiarities of non-steady shock-induced ignition of combustible mixtures with moderate ignition delay times, where the ignition starts inside localized kernels at distance from the end wall. 相似文献