半导体制冷箱的三维有限元优化与实验研究

基于ANSYS平台,建立了半导体制冷箱温度场数值分析的三维模型,对制冷箱的内胆形状、制冷片的布置方位、个数、排列方式以及保温层的厚度进行了仿真并优化,再通过具体实验验证。结果表明:当半导体制冷箱的容积为10升时,制冷片安置在制冷箱的顶面,制冷片的数量为3片且呈三角形方式排列,箱体内胆的长宽高分别为320mm、210mm、150mm,保温层的厚度为20mm时,是一种比较理想的结构,能实现半小时内将环境温度(30℃)降到0～5℃的要求。     

光学读出非制冷红外成像技术的光学灵敏度分析

不同于传统的非制冷红外成像技术,提出了基于微电子机械系统(MEMS)的新概念光学读出非制冷红外成像技术。它的光学读出系统基于空间刀口滤波原理,具有高灵敏度、高分辨率和高抗震性等优点,但同时也受到了反光板的弯曲变形、粗糙度等复杂因素的影响。在大量实验数据的基础上,利用夫琅禾费近场衍射理论,建立了复杂因素下光学灵敏度的理论分析模型,详细分析了刀口滤波位置、反光板的长度、曲率半径、粗糙度、LED光源的强度以及扩展宽度等对光学灵敏度的影响,并提出了通过极限操作使系统的光学灵敏度最大化的光学优化方法。     

混合工质扩散吸收制冷系统初步实验研究

本文研究了一种混合工质扩散吸收制冷循环,在带溶液泵的循环实验装置上,以R23/R32/R134a为混合制冷剂,He为扩散气体,DMF(二甲基甲酰胺)为吸收剂,进行了实验研究。结果表明,高压侧混合制冷剂在回热器中进一步被低压侧混合制冷剂冷却,使其在更低的温度下液化并与He扩散蒸发,可以实现较低的蒸发温度。中间沸点组分R32可以改善系统的制冷性能,有利于较低蒸发温度的实现。本文提出的水平蛇形套管换热器用作扩散吸收系统回热器是可行的,但还需进一步改进回热器的结构,提高加工工艺和安装精度。     

一种新型自复叠制冷循环特性研究

提出一种新型自复叠制冷循环,通过设置喷射器,利用高压高沸点液态制冷剂引射低压低沸点气态制冷剂,充分回收高沸点组分的节流损失,提高压缩机吸气口处低沸点组分的吸气压力并获取更低制冷温度。建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了冷凝温度、混合工质配比和压缩比等参数对传统自复叠制冷循环和新型自复叠制冷循环的工作特性影响。研究表明,新型自复叠制冷循环制冷效率与传统自复叠制冷循环相当,但前者所获得制冷温度比后者所获得制冷温度可降低约10～20℃     

锗-硼硅玻璃局部加热低温封接温度场研究

在光学读出非制冷红外热像仪焦平面阵列(FPA,Focal Plane Array)真空封装结构中,硼硅玻璃和双面镀增透膜的锗片分别作为透可见光和透红外光的窗口材料.由于锗窗上增透膜不能承受高温(<250℃),同时FPA也不能承受高温(<100℃),因此封装过程须在低温下进行,并对锗窗上的增透膜及FPA进行保护.本文提出了一种用于锗-硼硅玻璃低温扩散焊接的局部加热方法.该方法从导热系数较大的锗窗外表面加热(200℃),而导热系数较小的硼硅玻璃窗口外表面维持低温(60℃).有限元模拟计算结果表明,该加热过程稳态情况下待焊接区域温度约200℃,满足低温焊接的温度要求.锗窗上温度(200℃)低于250℃,且FPA区域的温升在75℃以下.用实验方法对模拟结果进行了验证,实验结果同模拟结果一致,证明该方法能够有效地保护FPA及锗窗上的增透膜.     

逆串联TC式三效溴化锂吸收式制冷循环分析

根据本课题组人员完成的三效溴化锂吸收式制冷循环计算程序,对一种逆串联式三效循环进行了热力计算分析.结果表明,其发生温度约在200～220°之间,发生压力约在2～4×105Pa之间,其COP比双效制冷循环高约40%.因而,逆串联TC循环是一种既具有较高的热力性能系数,又具有较低的发生温度、发生压力的三效循环.     

掺镱氟锆酸盐玻璃光纤反斯托克斯荧光制冷初探

用高纯原料制备了掺镱1％,2％,3％mol的氟锆酸盐玻璃,并研制了有芯皮料的氟锆酸盐光纤预制棒,拉制了光纤,并对它们的吸收谱进行了研究,初步探索了它们反斯托克斯荧光制冷机理。     

单分子-光子制冷泵的热力学行为

通过对发生光跃迁时的声子参与频度、热光转换效率以及制冷效率的研究,从理论上描述了单分子-光子泵的热力学行为.利用热分布次数作为热分布时间的衡量尺度,研究了单分子光子泵的制冷效率,得出了与其他研究者的实验曲线相符合的理论计算结果.解释了制冷功率随波长变化曲线在制冷区发生弯曲的原因.研究了单分子-光子泵的最大制冷效率,从理论上确定了引起制冷效率最大的激发波长位于单分子-光子泵吸收带红边的四分之一处.得出只有晶体材料才可能获得最大制冷效率的结论 关键词： 单分子 制冷泵 激光制冷 反Stokes荧光制冷     

吸附式制冷循环质量迁移及回热型循环的热力学分析

本文建立了吸附式制冷基本循环和连续回热循环的热力模型,研究和发展了有蒸汽质量迁移的新型回热循环。新型循环通过管道连通高低压床体,使蒸汽贯流直至双床压力达到平衡,之后系统开始回热,直至两床体温度达到平衡。通过对理论模型的计算,将其与基本循环进行了比较。文章的结论有益于加深对新型循环特性的认识,从而为优化实际循环系统提供了切实可行的方法。     

压力对热声驱动脉管制冷机性能的影响

讨论了充气压力对热声压缩机的起振温度等性能的影响 ,着重研究了工作压力对热声驱动脉管制冷机性能的影响。对自行研制的驻波型热声驱动脉管制冷机进行了改进和优化 ,在最近的实验中取得了 1 2 0 K的无负荷最低制冷温度 ,达到液化天然气温区。