一种声功回收型级联脉管制冷机

摘要

相比斯特林制冷机而言,脉管制冷机由于冷端无运动部件,其声功需要耗散在脉管热端的调相机构中,但对于高温超导冷却中所需要的百瓦级和千瓦级制冷量等应用场合,这意味着脉管制冷机热端需要耗散相当可观的能量(千瓦级).为了能有效的利用这部分能量,本文提出了一种可以部分回收声功的串联型脉管制冷机,它由主级脉管制冷机和辅级脉管制冷机构成,主辅级之间通过一根适当截面和长度的传输管相连,利用气体的惯性效应,调节压力波相位使得其适宜驱动辅级脉管制冷机,从而达到部分声功回收的目的.数值模拟结果显示,该结构能明显提高脉管制冷机的效率.本文同时给出了主级脉管制冷机的设计过程和实验结果,该结果与模拟结果吻合较好,从另一个侧面验证了模型的正确性,为后期声功回收型脉管制冷机的验证奠定了基础,同时本文的研究对于脉管制冷机在普冷温区的应用也可提供一些借鉴.