液氮温区混合回热器斯特林制冷机数值模拟研究

自由活塞斯特林制冷机具有温区广、制冷效率高、结构紧凑、振动小以及寿命长的特点。回热器作为制冷机的核心部件,决定着制冷机的性能。为了提高液氮温区斯特林制冷机的效率,本文提出采用卷绕聚酯酰胺(简称PI)薄膜和不锈钢丝网混合填充的回热器,并对该混合回热器进行了数值模拟研究。首先分析了液氮温区混合回热器的填充参数,接着设计制冷机的尺寸参数并建立制冷机整机的数值模型,最终揭示回热器长度、两种填料填充比以及相位特性对混合回热器制冷性能的影响,并将混合回热器与单一填料回热器进行对比。结果表明,混合回热器在液氮温区具有明显优势,在混合回热器长度为8 cm、卷绕PI薄膜和不锈钢丝网混合填充比例为7:1、排出活塞领先动力活塞60°时获得最佳制冷性能。室温300 K、输入声功为451 W,在77 K获到58.1 W的制冷量,声功计的相对卡诺效率为37.26%,比单一填充卷绕PI薄膜和层叠不锈钢丝网的回热器分别高了6.26%和17.33%。     

污染对斯特林制冷机性能影响的实验研究

向斯特林制冷机内在线、连续地添加污染杂质进行污染加速试验,得到了不同污染对制冷机性能影响的量化规律.结果表明,随着污染量的增加,制冷能力首先稍微增强,然后出现衰减.水蒸气、酒精、丙酮分别在74 mg、31 mg、114 mg使制冷性能产生约40%的衰减.此外,加入污染后降温速率变慢.从换热、流阻角度对结果进行了分析.实验结论有助于斯特林制冷机的可靠性考核和寿命预测.     

Influence of quantum degeneracy on the performance of a gas Stirling engine cycle

Based on the state equation of an ideal quantum gas, the regenerative loss of a Stirling engine cycle working with an ideal quantum gas is calculated. Thermal efficiency of the cycle is derived. Furthermore, under the condition of quantum degeneracy, several special thermal efficiencies are discussed. Ratios of thermal efficiencies versus the temperature ratio and volume ratio of the cycle are made. It is found that the thermal efficiency of the cycle not only depends on high and low temperatures but also on maximum and minimum volumes. In a classical gas state the thermal efficiency of the cycle is equal to that of the Carnot cycle. In an ideal quantum gas state the thermal efficiency of the cycle is smaller than that of the Carnot cycle. This will be significant for deeper understanding of the gas Stirling engine cycle.     

分置式斯特林制冷机微振动输出检测方法

目前行业内没有标准的制冷机微振动检测方法,为了微振动测量的准确性,通过对斯特林制冷机微振动输出机理及检测方法的研究,对微振动输出的检测装置及检测系统进行了设计,对制冷机本身微振动输出检测方法进行试验研究。为制冷机微振动的抑制提供基础支撑,从而优化分置式斯特林制冷机的整机设计。     

斯特林制冷机通用化和系列化的技术经济效益分析

以实际数据分析了斯特林制冷机实行通用化、系列化所取得的和可以取得的技术、经济效益,阐明了在斯特林制冷机研制、生产中实施通用化、系列化的重要性。     

百瓦级气体轴承斯特林发电机研究北大核心

气体轴承斯特林发电机具有效率高、寿命长、体积小和重量轻等优点。为满足空间电源对效率及重量的苛刻要求,本设计斯特林发电机采用气体轴承支撑消除活塞磨损,并采用动磁式直线发电机、高效回热器等技术。通过建立等温模型和参数修正,对斯特林发动机进行参数设计。搭建气体轴承斯特林发电机实验台,在热端温度350℃、20℃水冷散热工况下,得到38.6W电功率输出,整机效率11%。其成功研制可为我国未来空间探测用电源的研制奠定基础。     

量子斯特林制冷机的回热特性

基于理想玻色气体的状态方程 ,分析以理想玻色气体为工质的量子斯特林制冷机具有非理想回热特性 ,导出循环的制冷系数和制冷量的表达式 ,并对结论进行一些有意义的讨论 ,所得结果将对低温气体制冷机的研究提供一些理论依据     

斯特林制冷机驱动控制源电磁兼容分析与改进

介绍了斯特林制冷机驱动控制源的分类,讨论了不同的驱动方式对探测芯片产生的干扰形式,并给出了驱动控制源采取的改进措施.并对驱动控制源与斯特林制冷机联机实验所产生的干扰情况进行了分析,介绍了驱动控制源采取的有效改进措施.     

0.8W/80K直线驱动斯特林制冷机的研制

介绍了一种 0 .8W/ 80 K分置式斯特林制冷机。该制冷机采用当前国外先进的直线电机驱动 ,双活塞对称布置结构。该制冷机已通过军品所要求的环境试验 ,输入功率小于 4 0 W(DC)情况下 ,其 +6 0℃高温环境下制冷量≥ 0 .5 W/ 80 K ,带载 0 .5 W工况下 MTTF已突破 2 0 0 0小时。文中主要论述了其工作原理、结构特点、试验情况。     

斯特林制冷机磨损和污染的特性分析

针对分置式斯特林制冷机存在的磨损和污染主要失效模式,论述了磨损特性的激振法测阻尼比试验方法和工质污染的分析方法和结果。磨损和污染的试验分析方法可用于斯特林制冷机研制时的失效模式控制。