微型节流制冷器降温时间的优化研究

本文介绍了一款高德红外快速制冷型的微型节流制冷器及对该制冷器从充气容积、杜瓦和翅片管换热器等方面的优化研究。使用优化的制冷器后,红外探测器焦平面的降温时间由18 s@100 K缩短至4.5 s@100 K,且校正后图像的非均匀性小于6 mV。     

红外用微型节流制冷器耗气量实验研究

微型节流制冷器具有体积小、重量轻、可靠性高、启动速度快、冷端无运动部件等突出优势在红外导引头中广泛应用。不同类型节流制冷器的耗气量不一样,节流制冷器耗气量的大小决定了弹上气瓶的体积、重量、工作时间等。对微型制冷器的耗气量进行了实验研究,对比分析了4种节流制冷器在不同条件下的耗气量,为节流制冷器在不同场合下为工程应用提供了参考。     

不同节距肋片管节流制冷器启动时间的研究

节流制冷器的启动属于非稳态过程,目前的仿真计算仍然存在较大的误差。通过建立不同节距肋片管节流制冷器的实验模型,验证对节流制冷器启动时间的影响。实验结果表明,肋片管换热器翅片节距的变化,对节流制冷器的启动时间影响较大,该影响不是线性关系存在拐点。在设计模型时,肋片管的最佳节距为0.2 mm,该研究对J-T制冷器的设计有指导意义。     

詹姆斯·韦伯太空望远镜中红外仪低温制冷系统的流程分析及优化

针对詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外仪冷却系统中J-T节流循环的热力学计算分析结果表明,适当地降低末级预冷温度、提高压比和提高末级间壁式换热器效率是J-T节流循环制冷性能提升的关键。考虑该复合型低温制冷机的整机效率,结合当前脉管制冷机和驱动J-T节流循环的线性压缩机的性能水平,探讨了预冷温度和J-T节流循环压力的优化方法。计算结果表明优化后的预冷温度和J-T节流循环压力使复合型低温制冷机的性能高于原预冷温度和J-T节流循环压力下性能的计算值,实际具体的脉管制冷机和J-T节流循环压缩机性能是实现准确优化的必要条件。     

微型压缩机驱动的微型混合工质J-T制冷器实验研究

为研究微型混合工质节流制冷器的降温性能,搭建了微型压缩机驱动微型混合工质节流制冷器的制冷系统,并得到了初步实验研究结果。采用Aspen微型压缩机驱动微型J-T节流制冷器,应用混合制冷剂实现深度制冷。微型J-T节流制冷器采用微小通径的不锈钢毛细管制作,其通道特征尺寸为0.3mm。初步实验表明,微型J-T节流制冷器达到了180K温区。由于采用微型压缩机驱动,系统结构紧凑,可在便携生物储存设备、低温医疗以及电子器件冷却等领域应用。     

液氦温区节流制冷机流程分析及实验验证（英文）

设计研制了采用两级GM预冷的小型节流制冷机,GM制冷机在两级将氦气分别预冷至91 K和14 K。开展了开式和闭式两种形式的实验,闭式中采用带有单项阀的压缩机为循环提供高压气源。实验给出了节流降温曲线并测量了制冷量,开式和闭式实验中最低无负载温度分别为3.4 K和4.27 K,4.5 K时制冷量分别为30 m W和5 m W。     

液氦温区节流制冷机流程分析及实验验证

设计研制了采用两级GM预冷的小型节流制冷机,GM制冷机在两级将氦气分别预冷至91 K和14 K.开展了开式和闭式两种形式的实验,闭式中采用带有单项阀的压缩机为循环提供高压气源.实验给出了节流降温曲线并测量了制冷量,开式和闭式实验中最低无负载温度分别为3.4K和4.27 K,4.5K时制冷量分别为30 mW和5 mW.     

应用金属氢化物的氢液化装置

利用金属氢化物(AIH)贮氢材料的能量转换功能研制成氢化物压缩机,与液氮预冷氢节流微型制冷器组装成氢液化机。当高压1.4MPa,低压0.3MPa,氢流量20NL/min时,经测试在25K时制冷量为0.4W。     

基于正交试验的JT节流制冷器换热器热力性能研究

J-T节流制冷器在红外制导领域有着广泛的应用,针对以氩气为工质的Hampson型J-T节流制冷器,建立了稳态数理模型,并采用正交设计试验法研究了肋高、肋间距以及肋厚对J-T节流制冷器换热器热力性能的影响。通过极差分析的方法研究了各因素影响换热器换热量和效能的主次顺序,以及各因素水平变化对试验指标的影响,得到了使两项指标最优的各因素水平组合。与原尺寸对比,优化后换热器的换热量提升了7.31%,效能提升了5.77%,为J-T节流制冷器的优化提供了新的思路和方法。     

一种红外探测用微型制冷器特性的实验研究

以实验为基础，研究一种快速制冷的微型制冷器的原理与特性（启动时间为３ｓ，工作温度为－３８℃）。由实验分析了节流孔径多孔介质、孔隙率等因素对制冷器特性的影响，以提出提高其性能的方向。     

微小型焦-汤效应节流制冷器发展与研究

本文综述了微小型焦耳-汤姆逊(J-T)效应节流制冷器近年来的发展情况,从制冷器的结构型式演变以及理论研究两方面对现有技术和研究成果进行了总结,在分析有关文献的基础上对微小型J-T效应节流制冷器的发展方向做了进一步的展望。随着应用领域的拓展及加工工艺的进步,制冷器的结构型式越来越趋于小型化、多样化,借助微刻蚀技术制作的多级、多层、多通道微小型J-T节流效应制冷器具有很大的发展空间;在理论研究方面,由于微小型J-T节流制冷器的运行机理较复杂,目前的理论模型多是基于不同程度的假设,因此,对于微小型J-T效应节流制冷器的理论研究,不仅需建立并求解更切实际的理论模型,还需关注与及时应用相关的基础研究成果。     

冷冻消融探针J-T节流制冷器降温特性的实验研究

通过实验测定了不同氮气预冷温度、热负荷条件下冷冻消融探针内J-T节流制冷器温度与流量。实验结果表明:冷冻消融探针工作温度随氮气预冷温度变化而变化,热负荷越大所需氮气预冷温度越低;氮气预冷温度过低会造成制冷量浪费与回热换热器换热效率降低;氮气流量随高压氮气出口温度的降低而增大,除临界区域外氮气计算流量符合测试结果。     

微型节流制冷器用翅片管换热器的数值模拟研究

微型节流制冷器因其快速冷却、结构简单紧凑而被广泛的应用在红外探测器、超导量子干涉器件、热像仪等器件的冷却。微型节流制冷器性能的好坏则取决于翅片管换热器内的流动特性与传热特性。通过数值模拟对翅片管换热器的热力学性能进行研究,数值模拟结果很好的揭示了翅片管换热器内的热力学特性。在此基础上,对微型节流制冷器进行了优化分析,结果表明了质量流量和换热器长度对换热器效率及制冷器理论制冷量的影响。     

冷冻消融探针J-T节流制冷器降温特性的实验研究

通过实验测定了不同氮气预冷温度、热负荷条件下冷冻消融探针内J-T节流制冷器温度与流量.实验结果表明:冷冻消融探针工作温度随氮气预冷温度变化而变化,热负荷越大所需氮气预冷温度越低;氮气预冷温度过低会造成制冷量浪费与回热换热器换热效率降低;氮气流量随高压氮气出口温度的降低而增大,除临界区域外氮气计算流量符合测试结果.     

芯片级节流制冷器（MMR）的制造加工工艺研究进展及实验研究

芯片级节流制冷器(MMR)是一种采用独特的微加工工艺制成的微型节流制冷器,其结构微小,最小体积可达15 mm×2 mm×0.5 mm。MMR在制冷量需求较小的微型元件冷却领域有着广泛的应用。介绍了MMR制造工艺的发展历程,分析了MMR的不同材料的选择、刻蚀方法、制冷器片密封方法以及制冷器气路、电路连接方法的特点,对比了各个工艺方法的优势和不足,并初步进行了MMR的制造加工和性能实验,得到了能够在7 MPa下稳定工作的MMR样品,并实现了32.6 K的制冷温降。对MMR工艺技术的改进和未来发展提出了一些建议。     

一种MMR制冷器的实验验证与性能分析

针对一种MMR制冷器开展了实验验证与性能分析,阐述了MMR的工作机理、并针对具体实验结果给予分析,讨论了影响制冷器性能的诸多因素,得到工质的工作压力对制冷器的性能影响显著.提出研制MMR制冷器原理型样机的设计与实施方案,对设计的新的节流制冷器进行了实验研究,对比分析了两种节流制冷器之间的性能差距原因.     

GM制冷机预冷的氦节流制冷机流程研究（英文）

对采用GM制冷机作为预冷级的小型4He节流制冷机进行了设计及数值分析,对气体质量流量与节流孔径,节流制冷能力与高压侧压力、预冷机二级温度之间的关系进行了计算和分析。对节流压缩机的功率随排气压力,预冷机所需冷量随制冷剂质量流量变化的趋势进行了研究。通过以上分析和研究,给出了小型氦气节流制冷系统设计流程及主要部件的参数。     

全金属芯片型节流制冷器的实验研究

采用不锈钢为材料以金属蚀刻芯片和真空扩散焊接工艺制成了芯片型节流制冷器,搭建了微型节流制冷器系统,以高压氮气和氩气为工质,研究了不同入口压力下无负荷节流的制冷温度和流量特性.实验结果表明:采用氮气为工质时,在入口压力为10.5 MPa工况下,最低制冷温度为102.9 K;采用氩气为工质时,在压力为8.6 MPa工况下可...     

微型节流制冷器最新应用

微型节流制冷器在红外夜视装备系统中占有十分重要的地位，本文介绍了用于红外焦平面探测器的微型节流制冷器的研制情况，产提出了微型节流制冷器在工程运用中所急需解决的几个关键技术。     

Su-xx光学雷达节流制冷器的优化设计

Su-xx光学雷达节流制冷器是用来冷却Su-27等机载雷达红外芯片的，它的性能优劣将直接关系到光学雷达搜索目标的效果。通过对国外同类型节流制冷器的研究分析，利用节流制冷原理建立了节流制冷器热交换器热负荷的数学模型，采用Delplli5．0编制的惩罚函数法等优化设计软件对其进行了计算分析，在给定的空间结构范围内得出了该热交换器的最优解，经过对比，实验验证了经优化设计后节流制冷器的性能明显提高，为今后节流制冷器的设计找到了一条切实可行的方法。