單級(jí)G-M型脈管制冷機(jī)性能研究.pdf

1、脈管制冷機(jī)是上世紀(jì)60年代中期發(fā)展起來的一種新型低溫制冷機(jī)，比常規(guī)回?zé)崾街评錂C(jī)具有更高的可靠性、更小的機(jī)械振動(dòng)和更低的電磁噪聲。近年來隨著脈管制冷機(jī)性能的逐漸提高，在各種應(yīng)用場(chǎng)合顯示出了很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其潛在應(yīng)用范圍涉及航空航天、軍事、低溫電子學(xué)、低溫醫(yī)學(xué)、氣體液化等諸多領(lǐng)域。 本文以進(jìn)一步降低單級(jí)G-M型脈管制冷機(jī)最低制冷溫度、提高其在20-40K溫區(qū)制冷量和制冷效率(COP)為工作重點(diǎn)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在數(shù)值模擬軟件REG

2、EN3-2和熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)制冷機(jī)中的核心部件回?zé)崞鬟M(jìn)行了改進(jìn)工作，主要包括使用不同水力直徑的鉛丸；增加磁性蓄冷材料Er3Ni；使用不銹鋼絲網(wǎng)代替磷青銅絲網(wǎng)；使用300目不銹鋼絲網(wǎng)代替原有250目不銹鋼絲網(wǎng)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其最低制冷溫度從13．8K降至11．1K，為單級(jí)G-M型脈管制冷機(jī)的最低制冷溫度新紀(jì)錄。該制冷機(jī)可在20、30、40K分別獲得17．8、40．7和64．4W的制冷量，使脈管制冷機(jī)同樣可以應(yīng)用于原本必須使用G