一、蓄冷器和脉冲管尺寸对制冷机性能的影响（论文文献综述）
李嘉麒[1]（2020）在《液氮温区百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的理论及实验研究》文中研究表明随着高温超导技术的迅速发展和实用化,对相关配套的低温制冷系统也提出了越来越迫切的需求。高频脉冲管制冷机由于冷端没有运动部件且热端使用无阀线性压缩机驱动,因而能够有效地避免机械振动和磨损,具有更长的工作寿命和制冷效率,从而成为高温超导电力领域极有希望获得应用的新一代配套低温制冷机。目前国内的百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的研究主要还集中在500 W及以下,同时驱动机构依赖进口,为了实现百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的国产化,同时为千瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的工作机制研究以及其实用化与产业化打下基础,本文针对百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机展开了系统的理论与实验研究。本文针对百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机展开了如下的理论与实验研究内容:（1）建立了适用于千瓦及以上输出功率的线性压缩机的理论模型,为给百瓦及以上级别制冷量高频脉冲管机提供有效驱动源奠定了理论基础。为给百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机提供有效驱动源,建立了适用于千瓦及以上输出功率的线性压缩机内直线电机的理论模型,系统分析了包括气隙和永磁体的尺寸对于磁场分布、平均磁场强度和电机力的影响。基于理论研究,研制了千瓦级输出功率线性压缩机用直线电机,测量了磁场强度分布和平均磁场强度,其分布趋势与理论研究结果一致,理论研究与实验结果的误差小于5%。（2）研制出输出功率超过5 k W的动圈式线性压缩机并进行了系统测试。在缩放原理的基础上,对设计原理进行了千瓦级输出功率线性压缩机适配修正,成功将线性压缩机的最大输出功率提升到了超过5 k W,同时其工作频率在40 Hz到60 Hz之间。对压缩机给与激励进行测试,其完整波形超过八个。同时,压缩机在同等电压下提升频率可以在一定范围内提升输出功率,在59 Hz附近取到峰值。（3）建立了同轴型和直线型百瓦级制冷量脉冲管制冷机理论模型,系统分析了结构参数及工作参数对制冷性能的影响规律。建立了同轴型和直线型的百瓦级制冷量脉冲管制冷机模型,研究了脉冲管和蓄冷器结构参数、工作参数对于脉冲管制冷机的性能的影响,对比了两种冷头布置形式的优劣,最终选择了直线型作为进一步的研究方向。（4）建立了直线型百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的CFD模型,研究了其内部流动的相关影响因素。建立了直线型百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的CFD模型,使用模型预测并对比了不同制冷量量级的脉冲管制冷机内部参数分布,发现了百瓦及以上制冷量下其流动参数对于脉冲管制冷机整机的优化尤为重要。同时,研究了不同工作参数下的流动情况。在此基础上,研究直线型内部温度和压力振幅分布情况,并对比分析了不同的导流机构对于百瓦级制冷量直线型脉冲管制冷机的内部流动影响,为百瓦级制冷量脉冲管制冷机流动优化提供了理论基础。（5）提出了单一压缩机驱动四台冷指的百瓦级制冷量脉冲管制冷机结构,系统研究了冷指之间控制制冷量的方法和相互影响。为了提升百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机整机的制冷量和工作效率,提出了单一压缩机驱动四台冷指的单级百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机理论结构,分析了分流部件处内部的参数关系,详细讨论了通过调节管分别控制单冷指的工作制冷量以及控制操作对于其他冷指的影响关系。基于直线型理论模型的模拟结果,使用单台冷指、两台冷指、三台冷指和四台冷指的情况下,脉冲管制冷机在77 K分别有299 W、573 W、820 W、1140 W的制冷量,相应的比卡诺效率分别为17.3%、16.8%、16.7%、16.6%。（6）研发出单级直线型百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机实验样机,并对其性能进行了实验验证。基于上述研究,研制出了百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的试验样机。该样机能够在1590 W的输入条件下,达到59.7 K的无负荷温度;在1030 W的输入条件下达到无负荷温度80 K;同时在4104 W的输入条件下,能够在75.6 K有着301 W的制冷量,此时比卡诺效率达到了19%以上。（7）使用压缩机驱动四台脉冲管冷指的方式,将百瓦级脉冲管制冷机推进至千瓦级制冷量,并进行了实验验证。基于理论研究,对压缩机驱动四台脉冲管冷指的脉冲管制冷机的结构进行了设计,并进行了试验测试。压缩机驱动四台脉冲管冷指时,能够在77 K有着1080W的制冷量,此时的比卡诺效率为16%。同时在测试中验证,通过调节管能够调节脉冲管制冷机冷指的工作性能,调节范围与理论值接近。同时,国际上praxair能够在77 K有着1.1 k W的制冷量,相比之下,本制冷机的制冷性能达到国际先进水平,与国际上千瓦级制冷量脉冲管制冷机的制冷性能相当。
查睿[2]（2020）在《液氦温区四级高频脉冲管制冷机的理论与实验研究》文中研究指明近年来,随着探测技术和超导技术的蓬勃发展,作为其重要支撑的低温制冷技术也取得了长足的进展。脉冲管制冷机在低温区无运动部件,具有可靠性高、机械振动小、寿命长、效率高、电磁噪声低等突出优点,在越来越多的应用场合备受青睐。多级脉冲管制冷机通过采用多级结构可获取更低的制冷温度且实现多个不同温区的制冷量。本课题在国内首次开展针对液氦温区四级高频脉冲管制冷机的研究,将理论分析与实验验证相结合,深入探索四级高频脉冲管制冷机的运行机理,为填补国内研究空白,实现其在空间探测、低温超导等重要领域中的独立自主应用以及相关学科的发展奠定坚实的理论与实践基础。本文的主要研究内容如下:（1）系统澄清了四级高频脉冲管制冷机内部运行机理与损失机制建立四级高频脉冲管制冷机的二维计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）模型,研究蓄冷器内部三种不可逆损失的所占比例和分布情况,分析第四段蓄冷器内部混合填料比例与损失的关系,优化出最优的填料比例,研究充气压力和工作频率对蓄冷器内部压降损失和非理想换热损失的影响。利用CFD模型分析了冷指内部的相位特性。研究工作频率和低温调相温度对蓄冷器内部相位分布的影响。根据第四级的制冷性能确定最优的工作频率和调相温度。（2）揭示了四级高频脉冲管制冷机的级间耦合特性和性能耦合关系建立四级高频脉冲管制冷机的数值分析模型。系统研究各级之间制冷温度的耦合关系,澄清各级制冷性能对其它级制冷性能的影响。研究输入功率、充气压力和工作频率对各级制冷性能的影响。对第四级冷指的蓄冷器和调相机构的几何尺寸进行了优化设计。（3）探索出四级高频脉冲管制冷机的复合耦合结构在上述研究的基础上提出一种四级高频脉冲管制冷机的新型结构,并完成复合耦合结构的优化设计。将四级高频脉冲管冷指的前两级和后两级设计成气耦合的结构,然后两者之间再进行热耦合。采用两台线性压缩机进行驱动,前两级和后两级的工质分别为He-4和He-3。（4）建立了四级复合耦合型高频脉冲管制冷机的?分析理论体系建立每一级冷指的?流模型,探索各级之间的质量分配和?流分配的基本原理。研究各级蓄冷器和脉冲管的几何尺寸对?流分布的影响,研究运行频率和输入功率对?流分布的影响。提出采用?效率来评估气耦合结构的复合制冷效率,模拟四级复合耦合型高频脉冲管制冷机的制冷性能。（5）在国内首次研制出四级高频脉冲管和制冷机样机并完成实验验证完成四级高频脉冲管制冷机的设计、加工和装配,搭建实验台。研究压缩机运行参数对各级制冷性能的影响;研究各级之间制冷性能的相互影响与耦合关系;比较后两级分别采用He-4和He-3工质的制冷性能的差异。通过对实验数据的分析,验证前述理论分析的准确性和合理性。根据实验结果,四级高频脉冲管制冷机的无负荷制冷温度分别为62.40 K、35.70 K、13.50 K和4.23 K。当采用He-3作为工质时,第三级冷指和第四级的制冷温度进一步降低到9.5 K和3.3 K。四级同时取冷的制冷量分别为:4.4 W/70 K、1.0 W/40 K、0.29 W/15 K和0.025 W/5 K。该四级高频脉冲管制冷机的制冷性能已达到同类型机型的国际先进水平（目前国际上四级脉冲管制冷机的最优性能为美国洛克希德·马丁公司获得,无负荷制冷温度3.0 K,制冷量0.29 W/15 K和0.025 W/5 K）。
高敏,周峰,冯天石,梁孟麟,唐清君,陈厚磊[3]（2021）在《冷指尺寸对超高频微型脉冲管制冷机性能的影响分析》文中提出冷指是脉冲管制冷机的重要部件,其尺寸大小决定压缩机乃至制冷机整机的尺寸,其内部的功热转换效率和损失等会对制冷机的性能产生显着的影响。为满足脉冲管制冷机微型化的需求,必须提高制冷机频率、减小冷指尺寸,而冷指尺寸的缩小又会影响制冷机的性能。为了掌握冷指尺寸对制冷机性能的影响规律,利用SAGE软件对运行频率为130 Hz,直径为8～9 mm的微型同轴脉冲管冷指进行理论建模与数值计算,得到了超高频脉冲管制冷机性能随冷指尺寸的变化规律。在计算工况范围内,蓄冷器直径9 mm、长度40 mm、脉冲管直径4.3 mm的超高频微型脉冲管制冷机性能最优,且能够在20 W输入电功率条件下,提供0.64 W@80 K的制冷量。
王珏,张通,潘长钊,周远,王俊杰[4]（2019）在《低温调相VM-PT制冷机蓄冷器优化研究》文中进行了进一步梳理低温调相VM气耦合脉冲管制冷机是一种热驱动的新型液氦温区制冷机。本文对液氦温区的低温调相VM气耦合脉冲管制冷机蓄冷器进行了相关研究。首先对制冷机系统及蓄冷器填充方式进行了介绍;其次利用Sage对两级蓄冷器中不同填充方式进行了数值研究;最后对制冷机两级填充方式进行了实验验证及优化,最终该制冷机获到了3.06 K的无负荷制冷温,在4.2 K可以提供30.2 mW的制冷量。
王乃亮,赵密广,陈厚磊,梁惊涛[5]（2018）在《72 Hz大冷量空间脉冲管制冷机》文中指出空间应用对低温制冷机的体积与重量有着较高的限制,然而目前10W级以上的空间制冷机重量均较大,不能满足空间应用的需求,因此轻量化脉冲管制冷机的研制工作迫在眉睫.相关研究表明,提高制冷机的运行频率,是实现制冷机轻量化的一种有效途径.为了提高制冷机的运行频率,本文首先从理论上分析了蓄冷器长度、蓄冷器填料、充气压力等因素对制冷机运行频率及制冷效率的影响规律.随后加工了35mm及45mm长度的脉冲管制冷机的冷指,并通过实验对制冷机的蓄冷器填料、充气压力等进行了优化.最终成功研制了一台72 Hz同轴型大冷量脉冲管制冷机,其在250W输入电功下,具有12W@80K的冷量,相对电功卡诺效率可达13.2%,整机效率较高.
包丁立[6]（2018）在《30K以下温区斯特林型脉冲管制冷机高效蓄冷器理论与实验研究》文中研究表明近年来,国防及民用领域对30 K以下温区制冷提出了越来越高的迫切需求。斯特林型脉冲管制冷机由于其效率高、体积小、重量轻、可靠性高和寿命长等突出优点,逐渐成为上述领域颇具吸引力的制冷手段。蓄冷器作为脉冲管制冷机的核心部件,隔绝冷热两端并实现稳定的温度梯度,其内部的不可逆损失占脉冲管制冷机中总体损失的主要部分,而且上述损失随着温度降低到30 K以下会呈现出更复杂的特性。鉴于上述背景,为提高制冷效率,本文针对制冷温度30 K以下单级、两级和三级斯特林型脉冲管制冷机的各类蓄冷器进行了深入的理论与实验研究。主要研究内容和结论如下:（1）系统分析了30 K以下温区不同蓄冷器填料的物性以及结构。在物性方面,主要阐述磁性填料在低温下有较大比热容的原因。在结构方面,详细研究丝网以及颗粒结构的简化模型并且给出相应的参数计算公式。详细讨论了频率以及充气压力如何影响工质的粘性穿透深度。（2）建立了一种预测蓄冷器性能的数值模拟方法,并对其有效性进行实验验证。鉴于理想气体状态方程和稳态流的经验公式不再适用于本文所研究的对象,本模型考虑了实际气体效应以及振荡流下的摩擦与换热经验公式。通过理论推导二维Brinkman–Forchheimer多孔介质模型,并结合Fourth-order Runge-Kutta（四阶龙格库塔）方法进行数值求解。通过实验验证,表明本模型方便、快速,同时又不失精度。（3）对30 K以下单级斯特林型脉冲管制冷机高效蓄冷器进行了理论和实验研究。为提高制冷机的性能,模拟并优化了不同目数的混合丝网填充。主要通过模拟制冷量进行比较,并且使用熵产分析进一步分析蓄冷器内部损失。通过单级同轴型脉冲管制冷机进行实验验证,结果表明实验与理论趋势一致,说明制冷机的性能能够通过混合丝网的填充进一步提升。在热端温度为300 K,输入电功为220W时,单级制冷机能够达到26.7 K的无负荷温度,并在30 K获取0.45 W的净制冷量。需要强调的是,该制冷机既没有使用双向进气也没有使用多路调相结构。（4）对20 K以下两级斯特林型脉冲管制冷机高效蓄冷器进行了理论和实验研究。为了20 K以下温区获取有效制冷量,单一的不锈钢丝网作为填料已经不能满足制冷机蓄冷的需求。这时需要使用该温区比热容较高的磁性材料作为填料来代替不锈钢。本文提出一种结合定性分析与定量计算的颗粒粒径设计方法,并模拟及优化不同材料（不锈钢与磁性填料）之间的混合填充。研究热桥的传热机理,并定量优化热桥耦合位置和混合填充位置。实验结果表明:优化后制冷机的无负荷温度从21.02 K降低至17.4 K。当冷端温度为30 K时,制冷量从1.2 W提升至1.72 W。说明通过预冷位置与混合填充位置的优化可以大幅度提高制冷性能。（5）对三级斯特林型脉冲管制冷机中第三级冷指的设计和优化方法进行了系统的理论和实验研究。优化后的第一、二级分别能给第三级提供5.2 W@80 K和1.72 W@30 K的冷量。首先,在有限的预冷量条件下,设计并优化第三级冷指蓄冷器和脉冲管的尺寸。其次,系统研究了第三级冷指的主要零部件以及装配工艺。最后,建立一个第三级冷指的CFD模型,并对其内部机理进行理论分析。理论和实验分别获取7.7 K和8.9 K的无负荷温度,并且实验值与模拟值趋势一致。（6）对工作于10 K以下的高效蓄冷器进行了理论和实验研究,并研制出高效的三级斯特林型脉冲管制冷机。为提高蓄冷器在10 K以下的工作性能,系统研究低温调相以及混合填料两种手段。分别模拟调相机构温度为40 K、50 K和293 K时,蓄冷器内的动态压力、质量流率以及它们的相位关系。混合填充使用的磁性填料为Er3Ni、HoCu2和Er0.6Pr0.4,并通过理论进行优化。结果表明理论与实验的趋势相近。输入电功为370 W,该制冷机能够获取112 mW@10 K,并且取得6.82 K的无负荷温度。
王乃亮,赵密广,陈厚磊,梁惊涛,蔡京辉[7]（2018）在《13W@80K空间大冷量脉冲管制冷机的模拟设计与试验验证》文中提出目前,空间红外探测领域对80K温区的冷量需求越来越大,然而为其提供冷源的大冷量的空间脉冲管制冷机相对缺乏。为了提高空间脉冲管制冷机的制冷量,基于Sage平台,建立大冷量的同轴型脉冲管制冷机的整机模型,通过模拟计算,对制冷机的蓄冷器尺寸、脉冲管尺寸、惯性管调相与导流结构等进行设计。依据设计结果,加工了同轴型脉冲管制冷机的冷指,并通过试验研究了调相机构、充气压力、热端导流结构、蓄冷器丝网目数、输入电功率等因素对脉冲管制冷机的影响规律。将试验与模拟结果进行对比,两者具有较好的一致性,从而验证了该大冷量脉冲管制冷机整机模型的准确性。研制出的制冷机在输入电功功率为300W,热端温度为300K时,在80K获得了13W的制冷量,相对卡诺效率可以达到11.9%。且该工程样机已应用到空间项目中。
张通,潘长钊,陈六彪,周远,王俊杰[8]（2017）在《液氦温区VM-PT制冷机气量分配特性》文中研究说明VM气耦合脉冲管制冷机（VM-PT）是一种新型的液氦温区制冷机,为探索两级气耦合复杂的机理,本文采用Sage软件构建了低温调相VM-PT制冷机的整机模拟程序,研究了运行频率、平均压力、毛细管长度以及Er3Ni填充长度等参数对两级气量分配的影响。结果表明:运行频率、平均圧力、毛细管长度以及Er3Ni填充长度均会影响两级质量流的分配,进而影响制冷机的最低温度,权衡工质的做工能力以及蓄冷器损失两方面因素,该四个参数均存在一个最佳值。搭建了实验平台并对数值模拟进行了验证。在实验中通过优化毛细管和蓄冷器,在运行频率1.6 Hz、平均压力1.4 MPa、压比1.6的情况下得到了3.86 K的无负荷制冷温度,在4.2 K可提供约10 m W的制冷量。
熊超,习中立,许红,李海英,聂喜亮,夏明,李昊岚[9]（2017）在《10W/80K高频同轴脉冲管制冷机的实验性能》文中认为介绍了一款大冷量高频单级同轴脉冲管制冷机的基本结构、数值模拟和实验性能。其线性压缩机采用Redlich动磁式直线电机驱动,压缩活塞对置布置,使用板弹簧支撑和间隙密封技术,80 K温区工作时的电机效率在83%以上。膨胀机的蓄冷器和脉冲管为同轴型布置,这种结构使冷头与器件之间的耦合非常方便。使用数值软件对制冷机整机和调相部件进行数值模拟,并对模拟结果进行实验验证。对制冷机的运行频率和制冷性能进行实验研究,制冷机在210.3 W输入电功时能获得10 W/80 K的制冷性能,比卡诺效率为12.66%,运行频率为62 Hz,整机重量小于5.5 kg。
熊超,夏明,陈军,黄伟,习中立,邹丁立,苏俊,环健,刘燕[10]（2017）在《微型脉冲管制冷机调相部件的数值模拟和实验研究》文中研究表明由于脉冲管制冷机冷端没有运动部件,具有可靠性高、寿命长、振动小等优点,非常适合应用于空间领域。本文介绍了一款微型脉冲管制冷机的基本结构、数值模拟和实验性能,其线性压缩机采用动磁式结构,板弹簧支撑和间隙密封技术,膨胀机的蓄冷器和脉冲管为同轴型布置,这种结构使冷头与器件之间的耦合非常方便。使用SAGE软件对脉冲管制冷机的调相机构进行数值模拟,并对模拟结果进行实验验证。
二、蓄冷器和脉冲管尺寸对制冷机性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、蓄冷器和脉冲管尺寸对制冷机性能的影响（论文提纲范文）
（1）液氮温区百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的理论及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 脉冲管制冷机的发展与在大制冷量上的优势 |
| 1.3 配套低温循环系统的分类 |
| 1.4 国内外大制冷量脉冲管制冷机的研究现状 |
| 1.4.1 千瓦及以上输出功率的线性压力波发生器的研究与发展 |
| 1.4.2 百瓦级制冷量脉冲管制冷机的发展 |
| 1.4.3 百瓦级制冷量脉冲管制冷机的研究方向 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 千瓦及以上输出功率线性压缩机的理论模型建立与实验验证 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 千瓦及以上输出功率动圈压缩机的结构设计 |
| 2.2.1 缩放设计方法 |
| 2.2.2 板簧型线设计 |
| 2.2.3 压缩机自由状态下激励震荡 |
| 2.3 磁场稳定度和强度分析与优化 |
| 2.3.1 边界条件 |
| 2.3.2 研究模型建立 |
| 2.3.3 电机力初步估算 |
| 2.3.4 模型可行性分析 |
| 2.3.5 结果与分析 |
| 2.4 千瓦及以上输出功率动圈压缩机的测试试验台搭建 |
| 2.4.1 压缩机部分组件 |
| 2.4.2 板弹簧刚度测试 |
| 2.4.3 线性电机线圈装配 |
| 2.4.4 压缩机装配 |
| 2.5 实验测试与结果分析 |
| 2.5.1 线性电机静态磁场测试 |
| 2.5.2 压缩机电机激励测试 |
| 2.5.3 压缩机初步实验测试 |
| 2.5.4 压缩机工作特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的结构参数与性能影响关系 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的模型建立 |
| 3.2.1 基本结构 |
| 3.2.2 蓄冷器填料基本参数 |
| 3.3 百瓦级制冷量同轴型斯特林型脉冲管制冷机特性分析 |
| 3.3.1 初步探究百瓦级同轴型脉冲管制冷机影响因素 |
| 3.3.2 同轴型一带二结构探索设计 |
| 3.4 百瓦级制冷量直线型斯特林型脉冲管制冷机性能影响因素分析 |
| 3.4.1 直线型冷指结构参数和工作参数与制冷机性能的关系 |
| 3.4.2 填料的选择 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 百瓦级制冷量脉冲管制冷机的内部流动的影响因素分析 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 百瓦级脉冲管制冷机的仿真模型建立 |
| 4.2.1 四种影响脉冲管制冷机性能的内部流动 |
| 4.2.2 模型方案建立 |
| 4.2.3 脉冲管制冷机蓄冷器损失 |
| 4.3 流动数据整理与结果分析 |
| 4.3.1 百瓦级脉冲管制冷机与小型脉冲管制冷机内部参数比较分析 |
| 4.3.2 单周期内流动情况分析 |
| 4.3.3 工作参数对脉冲管制冷机流动、压降和性能的影响 |
| 4.3.4 内部参数分布 |
| 4.3.5 输入条件对流动的影响 |
| 4.3.6 导流器的存在对于流动的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 百瓦级以上制冷量高频脉冲管制冷机的四台冷指间的耦合关系和冷量控制方式研究 |
| 5.1 本章引论 |
| 5.2 百瓦级及以上制冷量单压缩机驱动多台冷指制冷机结构 |
| 5.3 百瓦及以上制冷量脉冲管制冷机压缩机驱动四台冷指结构内部参数分析 |
| 5.4 单一压缩机驱动四台冷指脉冲管制冷机的性能影响因素研究 |
| 5.5 百瓦级及以上制冷量压缩机驱动四台冷指的脉冲管制冷机冷量调节 |
| 5.5.1 单台冷指冷量调节和性能研究 |
| 5.5.2 两台冷指冷量调节和性能研究 |
| 5.5.3 一带四脉冲管制冷机内部相位研究 |
| 5.5.4 压缩机驱动四台冷指的脉冲管制冷机的性能模拟 |
| 5.6 多冷指脉冲管制冷机制冷系统理论设计 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 百瓦级及以上制冷量脉冲管制冷机的实验验证 |
| 6.1 本章引论 |
| 6.2 百瓦级制冷量单级直线型脉冲管制冷机原理样机研发与实验 |
| 6.2.1 百瓦级制冷量单级脉冲管制冷机结构设计 |
| 6.2.2 百瓦级制冷量单级脉冲管制冷机部件 |
| 6.2.3 实验结果与分析 |
| 6.3 百瓦级制冷量单级脉冲管制冷机的压缩机驱动四台冷指测试与分析 |
| 6.3.1 压缩机驱动四台冷指的脉冲管制冷机结构设计与原理 |
| 6.3.2 压缩机驱动四台冷指的脉冲管制冷机的测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文主要特色和创新点 |
| 7.3 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 Fluent中部分自定义的代码 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）液氦温区四级高频脉冲管制冷机的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 低温制冷机 |
| 1.1.1 间壁式制冷机 |
| 1.1.2 回热式制冷机 |
| 1.2 脉冲管制冷机 |
| 1.3 液氦温区制冷技术 |
| 1.3.1 透平-布雷顿制冷机 |
| 1.3.2 多级斯特林加JT节流复合制冷机 |
| 1.4 多级脉冲管制冷技术 |
| 1.4.1 两级高频脉冲管制冷机 |
| 1.4.2 三级高频脉冲管制冷机 |
| 1.4.3 四级高频脉冲管制冷机 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 四级高频脉冲管制冷机的数值模拟与理论分析 |
| 2.1 模型建立 |
| 2.2 模拟结果 |
| 2.3 蓄冷器损失分析 |
| 2.4 相位特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 四级高频脉冲管制冷机的级间耦合特性分析 |
| 3.1 模型建立 |
| 3.2 各级之间制冷温度的耦合关系 |
| 3.3 运行参数对各级制冷性能的影响 |
| 3.4 四级高频脉冲管冷指的优化设计 |
| 3.4.1 蓄冷器的优化设计 |
| 3.4.2 调相机构的优化设计 |
| 3.5 压缩机与冷指的匹配机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 四级复合耦合型高频脉冲管制冷机的?分析模型 |
| 4.1 四级高频脉冲管制冷机复合耦合结构的设计 |
| 4.2 ?分析模型的建立 |
| 4.2.1 动态压力与体积流率 |
| 4.2.2 动态温度 |
| 4.2.3 ?分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 四级复合耦合型高频脉冲管制冷机的运行机理与性能模拟 |
| 5.1 四级高频脉冲管冷指中的?流分析 |
| 5.2 第一级和第二级的?分配 |
| 5.3 第三级和第四级的?分配 |
| 5.4 制冷性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 四级高频脉冲管制冷机的实验验证 |
| 6.1 实验设计 |
| 6.1.1 四级高频脉冲管冷指的结构尺寸设计 |
| 6.1.2 线性压缩机 |
| 6.1.3 实验仪器与设备 |
| 6.2 前两级制冷性能 |
| 6.3 第三、四级采用He-4 工质时的制冷性能 |
| 6.3.1 工作频率与充气压力 |
| 6.3.2 输入功率 |
| 6.3.3 制冷性能的耦合关系 |
| 6.4 第三、四级采用He-3 工质的性能 |
| 6.4.1 工作频率与充气压力 |
| 6.4.2 制冷性能 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要特色及创新点 |
| 7.3 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）冷指尺寸对超高频微型脉冲管制冷机性能的影响分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 理论分析 |
| 2 理论计算模型 |
| 3 结果分析与讨论 |
| 3.1 蓄冷器尺寸对制冷机性能的影响 |
| 3.2 制冷机总损失与冷指尺寸的关系 |
| 3.3 制冷机各项损失与冷指尺寸的关系 |
| 4 结论 |
（4）低温调相VM-PT制冷机蓄冷器优化研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 两级蓄冷器结构及填充方式 |
| 2 两级蓄冷器填充方式的数值研究 |
| 3 两级蓄冷器填充方式的实验研究 |
| 4 结论 |
（5）72 Hz大冷量空间脉冲管制冷机（论文提纲范文）
| 1 冷指设计 |
| 1.1 蓄冷器长度设计 |
| 1.2 充气压力设计 |
| 1.3 蓄冷器填料设计 |
| 2 实验装置介绍 |
| 3 实验结果与分析 |
| 3.1 优化蓄冷器长度 |
| 3.2 优化充气压力 |
| 3.3 优化蓄冷器填料 |
| 3.4 脉冲管制冷性能 |
| 4 结论与分析 |
（6）30K以下温区斯特林型脉冲管制冷机高效蓄冷器理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 低温制冷机及其分类 |
| 1.1.2 斯特林型脉冲管制冷机研究意义 |
| 1.1.3 30K以下温区的重要应用 |
| 1.1.4 多级斯特林型脉冲管制冷机研究意义 |
| 1.1.5 深低温区蓄冷器研究意义 |
| 1.2 脉冲管制冷机的历史与发展 |
| 1.2.1 脉冲管制冷机的发展 |
| 1.2.2 线性压缩机的发展 |
| 1.2.3 多级斯特林型脉冲管制冷机的发展 |
| 1.3 30K以下低温区蓄冷器研究中需要特别关注的问题 |
| 1.3.1 低温下蓄冷器内实际气体损失增加 |
| 1.3.2 蓄冷器混合填料方案及填料结构的选择与优化 |
| 1.3.3 低输入功下的蓄冷器相位调节 |
| 1.3.4 多级制冷机之间蓄冷器的最佳预冷位置 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文的目的和意义 |
| 第2章 蓄冷器结构及蓄冷填料与工质特性的理论分析 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 蓄冷器的组成 |
| 2.3 蓄冷填料物性的理论分析 |
| 2.3.1 蓄冷填料的比热容 |
| 2.3.2 蓄冷填料的热扩散率 |
| 2.3.3 常用蓄冷填料的比热容以及导热率 |
| 2.3.4 蓄冷填料和工质的热穿透深度 |
| 2.3.5 工质的粘性穿透深度 |
| 2.4 填料结构的理论分析 |
| 2.4.1 丝网填料 |
| 2.4.2 颗粒填料 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 蓄冷器的数值模型与分析方法 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 数值模型假设 |
| 3.3 实际气体特性的理论分析 |
| 3.4 多孔介质中的流体特性 |
| 3.5 分析方法 |
| 3.5.1 热力学第一定律——焓流模型 |
| 3.5.2 热力学第二定律——熵产分析 |
| 3.6 蓄冷器数值求解模型——稳态求解模型 |
| 3.7 其他部件稳态数值求解模型 |
| 3.7.1 换热器 |
| 3.7.2 脉冲管和惯性管 |
| 3.8 模型的初步理论分析与实验验证 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 30K以下单级斯特林型脉冲管制冷机高效蓄冷器的理论分析与实验研究 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 模型的建立 |
| 4.2.1 模型示意图 |
| 4.2.2 数值计算流程图 |
| 4.3 单级斯特林型脉冲管制冷机中蓄冷器的理论分析 |
| 4.3.1 两段丝网混合填充蓄冷器制冷量与熵产分析 |
| 4.3.2 三段丝网混合填充蓄冷器制冷量与熵产分析 |
| 4.3.3 蓄冷器压力振幅与速度振幅的沿长变化分析 |
| 4.3.4 温度振幅在多孔介质孔隙中的径向分布及讨论 |
| 4.3.5 沿长动态压力以及速度的理论分析 |
| 4.4 单级斯特林型脉冲管制冷机中蓄冷器的实验验证 |
| 4.4.1 实验测试平台 |
| 4.4.2 实验误差分析 |
| 4.4.3 实验结果与理论结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 20K以下两级斯特林型脉冲管制冷机高效蓄冷器的理论分析与实验研究 |
| 5.1 本章引论 |
| 5.2 两级结构示意图 |
| 5.3 颗粒填料尺寸的理论分析 |
| 5.3.1 颗粒填料的尺寸优化流程图 |
| 5.3.2 理论分析 |
| 5.4 丝网与颗粒填料混合填充理论优化 |
| 5.4.1 制冷机运行工况优化 |
| 5.4.2 混合填充方案理论分析 |
| 5.5 热桥预冷位置与混合填充分段位置对第二级制冷性能影响 |
| 5.5.1 模型示意图 |
| 5.5.2 数值计算流程图 |
| 5.5.3 实验平台 |
| 5.5.4 最佳热桥预冷位置理论分析和实验研究 |
| 5.5.5 不同热桥的实验研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 三级斯特林型脉冲管制冷机设计与优化 |
| 6.1 本章引论 |
| 6.2 第三级冷指的优化 |
| 6.2.1 第三级蓄冷器尺寸的理论分析与优化 |
| 6.2.2 第三级脉冲管和调相器尺寸的理论分析与优化 |
| 6.2.3 最优压缩机匹配第三级冷指 |
| 6.3 第三级冷指的实验准备 |
| 6.3.1 第三级冷指的零件设计 |
| 6.3.2 第三级冷指的焊接方式 |
| 6.3.3 第三级冷指的装配工艺 |
| 6.4 第三级冷指CFD模型建立 |
| 6.4.1 非稳态求解模型 |
| 6.4.2 整机网格生成 |
| 6.4.3 压缩机动网格实现 |
| 6.4.4 实际气体以及物性设置 |
| 6.4.5 运算设置 |
| 6.4.6 非热平衡模型 |
| 6.5 第三级冷指CFD模型的理论分析 |
| 6.6 第三级冷指的实验验证 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 10K以下三级斯特林型脉冲管制冷机高效蓄冷器的理论分析与实验研究 |
| 7.1 本章引论 |
| 7.2 模型的建立 |
| 7.3 第三级蓄冷器优化方式的理论分析 |
| 7.3.1 低温调相器的相位分析 |
| 7.3.2 两段颗粒混合填充低温蓄冷器的熵分析 |
| 7.3.3 MiddleHXII的预冷温度对制冷性能影响 |
| 7.4 优化后第三级冷指的实验验证 |
| 7.4.1 实验测试平台 |
| 7.4.2 实验结果与理论结果的对比与分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本文主要创新点 |
| 8.3 进一步展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 热电偶的欧姆值与温度转换Matlab代码 |
| 附录B 基于Brinkman–Forchheimer多孔介质控制方程的数值求解主程序Matlab代码 |
| 附录C Fluent中压力入口的UDF程序代码以及常用物性代码.. |
| 附录D Matlab拟合方程 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）13W@80K空间大冷量脉冲管制冷机的模拟设计与试验验证（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 同轴型脉冲管制冷机结构介绍 |
| 2 脉冲管制冷机的建模与模拟计算 |
| 2.1 脉冲管制冷机整机建模 |
| 2.2 脉冲管制冷机蓄冷器与脉冲管尺寸的设计 |
| 2.3 脉冲管制冷机蓄冷器与脉冲管尺寸的设计 |
| 2.4 脉冲管制冷机热端导流丝网的设计计算 |
| 3 脉冲管制冷机试验研究 |
| 3.1 惯性管调相试验优化 |
| 3.2 充气压力的影响 |
| 3.3 热端导流丝网填充片数研究 |
| 3.4 蓄冷器丝网填充方式研究 |
| 3.5 压缩机输入功率的影响 |
| 4 模拟结果与试验结果比较 |
| 4.1 调相机构的模拟与试验结果比较 |
| 4.2 热端导流丝网影响的模拟与试验结果比较 |
| 4.3 整机制冷量模拟与试验结果比较 |
| 5 结论 |
（8）液氦温区VM-PT制冷机气量分配特性（论文提纲范文）
| 1 制冷机结构简介 |
| 2 数值计算结果与分析 |
| 3 实验结果 |
| 4 结论 |
（9）10W/80K高频同轴脉冲管制冷机的实验性能（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 脉冲管制冷机简介 |
| 2.1 高效动磁式线性压缩机 |
| 2.2 同轴脉冲管膨胀机 |
| 3 数值模拟 |
| 3.1 整机数值模拟 |
| 3.2 惯性管尺寸数值模拟 |
| 4 实验研究 |
| 4.1 运行频率实验研究 |
| 4.2 制冷性能实验研究 |
| 5 结论 |
（10）微型脉冲管制冷机调相部件的数值模拟和实验研究（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 微型脉冲管制冷机(C391)简介 |
| 2 C391调相部件的数值模拟 |
| 2.1 惯性管尺寸数值模拟 |
| 2.2 气库体积数值模拟 |
| 3 C391的实验研究 |
| 3.1 C391运行频率的实验研究 |
| 3.2 C391电机效率的实验研究 |
| 3.3 C391调相部件的实验研究 |
| 4 结论 |
四、蓄冷器和脉冲管尺寸对制冷机性能的影响（论文参考文献）
- [1]液氮温区百瓦级制冷量高频脉冲管制冷机的理论及实验研究[D]. 李嘉麒. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(01)
- [2]液氦温区四级高频脉冲管制冷机的理论与实验研究[D]. 查睿. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(01)
- [3]冷指尺寸对超高频微型脉冲管制冷机性能的影响分析[J]. 高敏,周峰,冯天石,梁孟麟,唐清君,陈厚磊. 真空与低温, 2021(01)
- [4]低温调相VM-PT制冷机蓄冷器优化研究[J]. 王珏,张通,潘长钊,周远,王俊杰. 工程热物理学报, 2019(01)
- [5]72 Hz大冷量空间脉冲管制冷机[J]. 王乃亮,赵密广,陈厚磊,梁惊涛. 科学通报, 2018(36)
- [6]30K以下温区斯特林型脉冲管制冷机高效蓄冷器理论与实验研究[D]. 包丁立. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2018(05)
- [7]13W@80K空间大冷量脉冲管制冷机的模拟设计与试验验证[J]. 王乃亮,赵密广,陈厚磊,梁惊涛,蔡京辉. 机械工程学报, 2018(06)
- [8]液氦温区VM-PT制冷机气量分配特性[J]. 张通,潘长钊,陈六彪,周远,王俊杰. 制冷学报, 2017(04)
- [9]10W/80K高频同轴脉冲管制冷机的实验性能[J]. 熊超,习中立,许红,李海英,聂喜亮,夏明,李昊岚. 低温工程, 2017(03)
- [10]微型脉冲管制冷机调相部件的数值模拟和实验研究[J]. 熊超,夏明,陈军,黄伟,习中立,邹丁立,苏俊,环健,刘燕. 红外技术, 2017(06)