壁面脉动传热对气波制冷性能影响研究

摘要

振荡管内气体温度周期性变化,管束壁面会与管内气体进行同频脉动传热作用,对制冷产生一定影响.搭建振荡管静止式气波制冷实验平台,对壁面温度进行测量研究;同时建立非定常流动传热数值模型,对对流换热量进行研究.实验结果表明,管束壁面最终形成一定温度分布,减薄振荡管束外壁面厚度以改变轴向导热面积,会使稳定后的壁面温度分布更陡峭.数值计算表明,冷端壁面与冷气的对流换热会加热冷气,降低制冷深度.将管束壁厚从10 mm降低至5 mm,制冷性能实验结果表明最大制冷深度提升0.2 K(1.6膨胀比)、0.5 K(1.8膨胀比)与0.4 K(2.0膨胀比),验证了脉动壁面传热对制冷性能的影响.