液氢温区两级全同轴型脉管制冷机

• 作者: 庞晓敏 戴巍 马素霞 王晓涛
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 两级脉管制冷机 同轴型 径向换热 温度梯度 膨胀效率
• 年，卷（期）: 2021,（20）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 2629-2634
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2020-1614

摘要

同轴型脉管制冷机因其结构紧凑的优势在空间探测等领域具有重要应用潜力.然而,同轴布置的两部件(如回热器和脉管)仅依靠不锈钢薄壁间隔,相同轴向位置时温度不一致会造成二者之间的径向热交换,影响整机制冷性能.本文基于液氢温区两级脉管制冷机,针对不同结构冷指中存在的径向换热进行分析,发现两级全同轴型冷指不仅能够大幅提高冷指紧凑性,而且经由低温级脉管壁面的径向换热能够有效改善其温度分布,降低低温级脉管损失,提高膨胀效率,进而提高制冷性能.相比于无径向换热的两级冷指(U型或直线型冷指),全同轴型冷指在20K时的制冷量提高了50％以上.设计研制了一台液氢温区全同轴型两级脉管制冷机,在20K时可获得1.2 W冷量,以声功计相对卡诺效率达到7.34％.