低溫慣性管調相的35K兩級高頻脈管制冷機研究.pdf

1、與低頻G-M型脈管制冷機相比,高頻斯特林型脈管制冷機具有結構緊湊、重量輕、效率高、無需維護等優(yōu)點;與斯特林制冷機相比,由于脈管冷端無運動部件,具有壽命長的潛在優(yōu)勢。為此,采用室溫下長壽命線性壓縮機驅動的高頻脈管制冷機是適合空間探測器冷卻要求的潛在機型。
　　 35K溫區(qū)是空間低溫技術中的一個重要溫區(qū),該溫區(qū)的制冷機主要用于HgCdTe(碲鎘汞)探測器的冷卻,一般需要與85K溫區(qū)相結合,以冷卻相應的光學設備。同時,為實驗室正在進行

2、的4K預冷型高頻脈管制冷機實現全部斯特林結構做準備,本文采用理論與實驗相結合的方法開展了35K高頻脈管制冷機的基礎研究工作。
　　 1.設計了一臺35K兩級分離型帶低溫慣性管的高頻脈管制冷機
　　 在文獻調研和理論分析的基礎上,確定了采用兩級分離型(熱耦合型)高頻脈管制冷機來達到3.5K溫區(qū)的制冷要求;在掌握慣性管調相機理的基礎上,確定了全慣性管的調相方式,其中第一級采用室溫慣性管調相,第二級采用低溫慣性管調相;基于回熱

3、器數值計算軟件REGEN,提出了第二級回熱器冷端(RG22段)的最佳回熱填料為500目不銹鋼絲網,打破了在這一溫區(qū)采用鉛丸回熱材料的傳統(tǒng)思想;并在此基礎上,以第二級回熱器冷端(RG22段)的效率為優(yōu)化目標,完成第二級回熱器結構尺寸的設計和運行參數的選擇,并依次確定了第二級脈管、第二級換熱器的結構尺寸和形式、以及低溫慣性管的尺寸,給出了第二級脈管制冷機的詳細設計過程。
　　 2.自行搭建了35K兩級高頻脈管制冷機實驗臺