活性炭吸附氦气式回热器低温比热与流阻特性的研究（英文）

在30 K以下温区,低温制冷机工质气体氦气的比热已高于目前常用的蓄冷材料,导致回热器蓄冷能力严重不足,限制了制冷机性能的提高。本文使用活性炭吸附部分工质气体氦气直接作为回热器填料的研究,是对制冷机蓄冷材料研究的一个全新探索。实验测试了15~30 K温度范围内活性炭对氦气的吸附量,并将其比热与不锈钢丝网、铅球、磁性材料Er_3Ni/HoCu_2等常规蓄冷材料进行了比较。另外,搭建了阻力测试装置,对活性炭吸附氦气式蓄冷单元以及磁性材料Er_3Ni、HoCu_2和不锈钢丝网的流动阻抗进行了实验测试。研究结果表明,活性炭吸附氦气式蓄冷单元比热在25K以下已经接近甚至高于目前已知的常规蓄冷材料,同时,其流动阻抗与磁性材料Er_3Ni的数值接近,略高于HoCu_2,但低于635目不锈钢丝网。基于比热与流阻的角度,初步验证了其作为极低温区制冷机蓄冷器的可行性     

4 K以下温区脉管制冷性能的改进

最新研究表明，采用陶瓷磁性回热材料GdAlO3（GAP）可以大大提高4K以下温区脉管制冷机的制冷量和制冷系数（COP）。在压缩机输入功率约为4.8kW的条件下，采用GAP的二级双向进气型脉管制冷机在2.8K，3.13K,3.70K分别获得了200mW，300mW和400mW制冷量，与采用HoCu2及ErNi的二级脉管制冷机相比，该制冷机在3.0K附近的制冷量增幅高达150%。     

20K温区GM型单级脉管制冷机初步实验

介绍了自行研制的一台GM型单级脉管制冷机,其回热器蓄冷材料采用247目磷青铜丝网和不锈钢丝网,双向进气方式采用两个方向相反的精密针阀并行布置.在输入功率仅为2kW的条件下,该制冷机获得了22.4 K的最低制冷温度,80 K温度时的制冷量为5.65 W.在长达24 h的连续运行中,该机的无负荷制冷温度波动小于0.3K.     

低温真空泵用紧凑型两级G—M制冷机实验研究

详细描述了针对低温真空泵用的紧凑型两级G—M制冷机的实验系统和测试方法,试验测试了不同的蓄冷材料,尤其是磁性蓄冷材料来提高制冷机性能,在一种结构十分紧凑的两级G—M制冷机上在12K获得了4W的制冷量,最低制冷温度为7．3K。还对该制冷机在没有吸附装置的情况做了对比实验研究,有利于扩展G—M制冷机的用途。     

（Er0.65Ho0.35）（In0.9Sn0.1）3的低温比热性能

比热行为对蓄冷式制冷机中使用的蓄冷材料是非常重要的，为了寻找在5K附近使用的新型磁性蓄冷材料，研究了伪二元化合物（Er0.65Ho0.35）（In0.9Sn0.1）3从2～40K温度范围内的比热行为。发现（Er0.65Ho0.35）（In0.9Sn0.1）3在5．96K出现较高比热峰，使之具有比较大的低温热容。     

新型磁性蓄冷材料比热的实验研究

磁性蓄冷材料由于在低温下有较好的比热性能,因而成为材料研究领域的一个焦点,多种新型蓄冷材料相继被开发出来。但由于缺乏较便捷、可靠的比热检测设备,对这些材料比热特性的测定成为研究工作中的一个难点。利用一套自制的、用4．2K制冷机为冷源的低温比热测量装置,研究了几种新型磁性材料的比热特性,从而为筛选和正确使用这些材料莫定了基础。     

用4.2 K制冷机为冷源的磁性材料比热测量

设计了一套用４．２Ｋ制冷机为冷源的磁性材料比热测量装置。由于采用了Ｇ－Ｍ制冷机对试件进行冷却,从而使得实验操作简单方便,测试费用也较低,本试验过程完全实现了测试系统自动化,样品冷却温度,比热测量过程的监控以及比热测量数据的处理都由计算机自动完成,实验表明,该装置达到了预期的设计目标,可用于磁性蓄冷性能的研究工作。     

用4.2K制冷机为冷源的磁性材料比热测量

设计了一套用４．２Ｋ制冷机为冷源的磁性材料比热测量装置。由于采用了Ｇ－Ｍ制冷机对试件进行冷却,从而使得实验操作简单方便,测试费用也较低,本试验过程完全实现了测试系统自动化,样品冷却温度,比热测量过程的监控以及比热测量数据的处理都由计算机自动完成,实验表明,该装置达到了预期的设计目标,可用于磁性蓄冷性能的研究工作。     

新型稀土磁性蓄冷材料

磁性蓄冷材料是在90年代初被发现的。这些材料用于制冷机中后，使得商用制冷机的温度可达2K，效率有了突破性提高（以往这种制冷机中使用的蓄冷材料只有铅，但是因为铅的比热容在15K以下急剧下降，使得小型制冷机在10K温度以下制冷效率几乎为零，商用制冷机的最低制冷温度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特点在于不需要重新建立一个制冷体系，只要将商品化的气体制冷机中的蓄冷材料换成磁性蓄冷材料。     

应用磁性蓄冷材料的低温制冷机试验

本文报告了应用磁性蓄冷材料提高低温制冷机效率的实验情况,在国产的二级索尔文制冷机中,用稀土化合物铒三镍(Er3Ni)取代第二级蓄冷填料铝(pb)之后,使试验样机的最低制冷温度由原来的11.5K 降低到4.2K 以下,从而在国内首次通过回热式制冷机从室温直接获得氦的液化点(4.2K)温度。     

食品冷冻空气制冷机蓄冷器的性能分析

本文介绍了用于食品冷冻的开式回冷低压直接吸热循环空气制冷机的工作过程，分析了其中的蓄冷回热器在该机型中的重要性。根据所设计的空气-空气蓄冷器讨论了影响蓄冷器效率、阻力和自清除能力的主要因素。提出改善蓄冷器性能可采取的措施。     

20K温区单级脉管制冷机漏热分析

漏热冷损是影响低温制冷机性能的一个重要因素.对1台工作在20 K温区的单级脉管制冷机进行了漏热计算,并对其进行了部分实验验证.结果表明:在系统总漏热中,脉管和回热器的壁面轴向导热所占的比例最大.     

空间环境模拟设备用G—M制冷机的研制

介绍了一台以磁性蓄冷材料Ｅｒ３Ｎｉ为第二级蓄冷器填料的大制冷功率两级Ｇ－Ｍ制冷机。该制冷机可作为空间环境模拟设备冷背景冷源，满足了辐射制冷器空间环境热模拟试验的要求。通过优化制冷机结构参数，使制冷机在转速为４０ｒ／ｍｉｎ时，二级最低制冷温度达５．５Ｋ、２０Ｋ时取得１５．４Ｗ的有效制冷量。证明了应用磁性蓄冷材料改善Ｇ－Ｍ制冷机性能的有效性。     

磁性填料和4K GM制冷机的最新进展

近10年来，使用磁性填料的4K GM制冷机已经取得了显著的发展。它是在普通GM制冷机的基础上随着磁性填料的发展及对其组件结构的改进而发展起来的。目前，4K GM制冷机已经在商业上得到了使用，并被应用到众多的低温领域。介绍了有关磁性填料的背景和进展过程，然后回顾了4K GM制冷机的发展，最后介绍了4K GM制冷机在一些低温和超导方面的应用情况。     

脉冲管整机条件下回热器交变特性实验研究

搭建脉冲管制冷机动态参数测试实验台,在脉冲管制冷机整机运行条件下对处于实际温度梯度的回热器进行了动态速度以及动态压力测试。为了测量回热器冷端的动态速度,研究针对低温侧的热线探针进行了低温条件下的标定。实验测量了充气压力3 MPa、运行频率40—60 Hz、冷端温度100 K工况下回热器的相位特性以及阻力特性,并得到了整机运行条件下回热器阻力系数经验公式。研究结果表明,随着频率的提升,回热器冷热端速度-压力相位差增大,相同雷诺数下的阻力系数增大;随着温度降低,相同雷诺数下的阻力系数增大,并且在低雷诺数下变化更加明显。该研究结果是在回热器实际工作条件下测量得到,能够为脉冲管制冷机中的回热器模拟计算以及回热器热力学分析提供必要的数据支持。     

磁性蓄冷材料ErNi的氢化反应及其产物分析

Er-Ni合金可被用作低温制冷机的磁性蓄冷材料,鉴于氢化反应会使其材料微结构和热物性发生显著变化进而影响制冷机性能,拟对磁性蓄冷材料ErNi的氢化反应特性及其产物组分进行实验研究和分析。着重对ErNi氢化反应的活化特性,反应温度与反应时间的关系,吸氢量与反应时间的关系等进行了探索。测定了ErNi氢化反应的p-c-T曲线(离解压-组成-温度特性曲线),并利用XRD分析方法测试了氢化产物的构成和性质,旨在从反应过程和反应产物两方面综合探索ErNi的氢化反应特性。     

20K以下温区斯特林型脉管制冷机的最新研究进展与损失机理分析

系统介绍了20 K以下温区斯特林型脉管制冷机的最新研究进展,指出了多级斯特林型脉管制冷机的应用前景与发展趋势.深入分析了多级斯特林型脉管制冷机20 K以下温区的主要损失特性,以及其难以达到更低制冷温度和更高制冷效率的内在原因,着重说明进一步提高高频回热器效率、发展高效线性压缩机技术是实现突破的关键.     

空调温区自由活塞斯特林制冷机中回热器的优化设计

根据一台空调温区自由活塞斯特林制冷机(FPSC)的设计要求(300 W@280 K),对其关键部件回热器进行了优化设计。回热器填料选择了流阻损失较小的卷箔式结构和聚酯材料。搭建了Sage整机模型和回热器模型以分析不同回热器长度和孔隙率对回热器换热损失及整机制冷性能的影响,280 K制冷温度下回热器长度和孔隙率的优化结果分别为32 mm和76%。最后分析了FPSC内部换热损失的分布情况,验证了卷箔式结构在空调温区应用中的优势。     

深冷文献消息(国内)

2007001 300Hz脉冲管制冷机特性研究；2007002　压比对回热器性能影响的理论分析；2007003　斯特林型脉冲管制冷机中压缩机与冷指耦合实验研究；2007004　液氮浴中不锈钢板动态冷却过程试验及模拟分析；2007005　EAST装置2kW／4．5K氦制冷机透平膨胀机的测试     

空间用4 K温区预冷型JT制冷机研究进展及关键技术分析

综述了空间用4 K温区预冷型JT制冷机方案及其相关的空间项目,研究表明该类型制冷机一般由斯特林或斯特林型脉管制冷机和JT制冷机组成,前者为后者提供预冷,后者通过节流效应降温获得4 K温区的制冷量。总结了制冷机的性能参数和系统结构,对比分析了该类型制冷机与GM/JT制冷机间存在的性能差距和关键技术差别,阐明了预冷温度和压力等参数对制冷机效率的影响,指出了当前该类型制冷机的改进空间和方案。