充气压力对分置斯特林制冷机影响的实验研究.doc

充气压力对分置斯特林制冷机影响的实验研究 低温与超导 第35卷 第1期低温技术CryogenicsCryo.amp;Supercond.Vo.l35 No.1 刘心广,吴亦农,何力 (中科院上海技术物理研究所,上海200083) 摘要:压力是分置式斯特林制冷机中重要的运行参数,是连接热力学平衡和动力学平衡的纽带,而充气压力则是影响压力波动的主要因素之一。文中主要是在实验的基础上,研究充气压力对制冷机的制冷性能和机械性能的影响规律,分析实验结果得出了一些有意义的结论,对调试制冷机运行有着重要的指导意义。 关键词:充气压力;分置式斯特林;制冷机;性能调试 Experimentalstudyonchargepressureinsplittypestirlingcryocooler LiuXinguang,WuYinong,HeLi (ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics,ChineseAcademyofScience,Shanghai200083,China) Abstract:Pressure,whichisthejointofthermodynamicparametersanddynamicparameters,isoneofthemostimportantoperatingpa-rametersinsplit-stirlingcryocoolers.Chargepressure,whichhasagreatimpactonpressurefluctuation,isanalyzedbasedonexperimentinthispaper.Weaimtofindouthowthechargepressureaffectsthecoolingperformanceandmechanicalperformance,andwegetsomeconclu-sionwhichismeaningfulandhelpfultooptimizecoolers#39;performancebyanalyzingtheexperimentresult. Keywords:Chargepressure,Split-Stirling,Cryocooler,Performanceoptimization 是:平台1:测试制冷机的运行参数,实验装置如图1所 1 引言 压力是分置式斯特林制冷机中重要的运行参数。 一方面,它作为动力学参数直接决定气动力的大小,通 过气体弹簧作用改变整机运行的共振条件,从而影响 着整机的动力特性;另一方面,它作为热力学参数直接 影响着制冷机输入PV功及理论制冷量的产生,从而 决定了整机的热力学性能。因此。整机系统中实 际的气流压力的时空分布是连接热力学平衡和动力学 平衡的纽带,而充气压力则是影响压力波动的主要因 素之一,研究充气压力对制冷机的制冷性能和机械性 能的影响对调试制冷机运行有着重要的指导意义。[1-3]示;平台2:测试制冷机的阻尼,实验装置如图2所示;平台3:测试制冷机的泄漏率,试验装置如图3所示。 2 研究内容及实验装置 为了研究充气压力对制冷机的制冷性能和机械性 能的影响,我们将做以下几方面的测试:(1)充气压力 对压力波动的影响;(2)充气压力对制冷机固有频率 和共振频率的影响;(3)充气压力对制冷机阻尼的影 响;(4)充气压力对制冷性能的影响;(5)充气压力实 验在考核泄漏率中的作用。 上述五方面的研究内容涉及到三个试验平台,分别 收稿日期:2006-09-21 图1 平台1装置图Fig.1 Theschematicdiagramofstand1其中,试验平台1中,利用置于压缩机与膨胀机尾部的线性差动变压器型(LVDT)位移传感器测量压缩活塞和排出器的位移,位移信号传到电控箱里,和预设好的行程参数相比较,进行反馈控制,确保压缩活塞和排出器的行程参数不变。驱动信号通过电控调制后,可在功率计上进行实时监测,再输入到压缩机和膨胀机内,进行双驱动控制,确保运行正常。在压缩机出口 作者简介:刘心广(1981-),男,中科院上海技术物理研究所在读研究生,研究方向:空间长寿命斯特林制冷机可靠性。 第1期 低温技术 Cryogenics #17#处装有一个微型压阻式压力传感器,用来测量压力波信号。示波器可显示压力波与位移波的实时波形以及它们之间的相位差。制冷机冷头上