《4K高頻回熱器損失機理研究》是依託南京航空航天大學，由李卓裴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：4K高頻回熱器損失機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李卓裴
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
4K低溫制冷機在超導、航天、醫療以及低溫物理學等高新科學技術領域具有重要套用前景。4K高頻脈管制冷機具有可靠性高、結構緊湊及潛在的高效率等優點而成為當前該領域的研究熱點。研究內容從低頻走向高頻，從液氮溫區發展至液氦溫區，涉及低溫工質的特殊性質以及極低溫制冷機的結構原理，具有重要的研究與套用價值。然而，4K高頻脈管制冷機的研究尚處於起步階段。回熱器是脈管制冷機的核心部件，其效率直接影響脈管制冷機的性能。回熱器內部流動與傳熱相互制約，並且在4K極低溫區及高頻下具有特殊性質。研究不同溫區下回熱器的流動及傳熱特性，並且針對多級脈管制冷機各級回熱器分別進行性能最佳化，是提高4K高頻回熱器效率的關鍵所在。此外，4K高頻回熱器冷熱端溫差極大，且高頻交變流動對於脈管制冷機內部的應力分布具有重要影響，因此對其內部應力進行分析並找到適當的應力補償措施對於提高4K低溫制冷機的可靠性及壽命具有重要意義。
結題摘要
4 K低溫制冷機在超導、航天、醫療以及低溫物理學等高新科學技術領域具有重要套用前景。4 K高頻脈管制冷機具有可靠性高、結構緊湊及潛在的高效率等優點而成為當前該領域的研究熱點。研究內容從低頻走向高頻，從液氮溫區發展至液氦溫區，涉及低溫工質的特殊性質以及極低溫制冷機的結構原理，具有重要的研究與套用價值。回熱器是脈管制冷機的核心部件，其效率直接影響脈管制冷機的性能。本項目系統研究了4 K回熱器在高頻下流動及傳熱的特殊性質，主要內容包括：回熱器各級溫位布置方式對4 K斯特林型脈管制冷機製冷性能及各級回熱器焓流損失分布的影響；比較了4 K溫區最末級回熱器採用Gd2O2S（新型磁性回熱填料）與HoCu2多層回熱填料以及採用HoCu2單一回熱填料時，液氦溫區回熱器在高頻下的回熱特性及到達4 K溫區各級回熱器的預冷量要求；回熱器空體積對線性壓縮機輸出性能及4 K高頻脈管制冷機各級回熱器流動壓降及回熱效率的影響；比較了不同冷端聲功下的高頻脈管制冷機脈管熱端調相機構溫度對帶預冷的4 K高頻脈管制冷機系統效率的影響；探索了20 K以下溫區減小回熱器中氦工質實際氣體損失的有效方法。上述研究為進一步明確4 K高頻脈管制冷機回熱損失機理奠定了良好的基礎，並可為三級液氦溫區高頻脈管制冷機的設計提供參考依據。
