高温区大冷量脉管制冷机优化设计与实验特性

作者：邓伟峰; 蒋珍华; 刘少帅; 张安阔; 吴亦农^*

来源：化工学报, 2019, 70(01): 107-115.

DOI：10.11949/j.issn.0438?1157.20180307

• 高温区
• 大冷量
• 脉管制冷机
• 线性压缩机
• 动力学模型
• 动态仿真
• 优化设计

设计了一台名义制冷量为50 W/170 K的大冷量脉管制冷机,采用对置活塞式动磁线性压缩机驱动,冷指的蓄冷器和脉管部件为同轴布置,采用惯性管-气库组合的被动调相机构。根据电磁-机械-声耦合场原理,建立了脉管制冷机动力学模型,对负载下的压缩机特性进行了动态仿真。为达到整机的谐振状态,对压缩机质量-弹簧系统进行了调整。整机质量(不含电控部分)小于12 kg。在230 W输入电功下,能够获得50 W/170 K的制冷性能,电机效率92.7%,整机比卡诺效率16.5%。150～200 K温区范围内制冷机比功(输入电功/制冷量)小于5W/W,额定输入功下,200 K温区能够获得90 W的最大制冷量,该制冷机可以用于航天大型红外焦平面阵列的冷却,同时为-60～-20℃制冷温区的商业低温冰箱低温冷源的选择提供了参考。

• 单位
  中国科学院上海技术物理研究所