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基于稳态法的乙二醇-水固相物低温热导率实验研究
1
作者 张彦昭 艾立强 +3 位作者 吴胜宝 颜滢莉 沈惬 孙大明 《低温工程》 北大核心 2025年第3期1-9,共9页
为获取乙二醇-水的固体热导率,研制了一种基于一维圆柱稳态导热假设的实验装置。在81—164 K温度范围内,测量了10%—99%浓度样品的乙二醇-水溶液冻结固相物热导率特性,并给出拟合公式。结果表明:热导率随乙二醇浓度增加呈先下降后上升趋... 为获取乙二醇-水的固体热导率,研制了一种基于一维圆柱稳态导热假设的实验装置。在81—164 K温度范围内,测量了10%—99%浓度样品的乙二醇-水溶液冻结固相物热导率特性,并给出拟合公式。结果表明:热导率随乙二醇浓度增加呈先下降后上升趋势,在浓度10%—40%之间热导率快速下降,浓度超过80%时显著回升;低浓度(10%—30%)和高浓度(90%—99%)下热导率与温度呈负相关,中等浓度(40%—80%)下则呈正相关。实验发现装置漏热与冰层冻结速率的径向差异可能影响热导率分布均匀性。研究为乙二醇-水固体低温导热特性研究和工程设计提供了数据支持。 展开更多
关键词 低温热导率 乙二醇-水固相物 稳态法 热物性
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基于低温制冷机的小型氢液化方案对比
2
作者 史超越 宛传聪 +2 位作者 朱少龙 邱利民 王凯 《低温工程》 北大核心 2025年第1期29-35,共7页
通过构建小型氢液化系统热力学稳态模型并使用Matlab进行数值模拟,探究了制冷机排布方式、数量以及氢气压力、换热温差和正仲氢转化对液化率的影响。研究发现,制冷机串联排布较并联排布具有显著的性能优势,两台制冷机串联时液化率可达3.... 通过构建小型氢液化系统热力学稳态模型并使用Matlab进行数值模拟,探究了制冷机排布方式、数量以及氢气压力、换热温差和正仲氢转化对液化率的影响。研究发现,制冷机串联排布较并联排布具有显著的性能优势,两台制冷机串联时液化率可达3.70 kg/d,而并联时液化率仅为1.53 kg/d。氢气压力是影响液化性能的关键参数,当压力从0.1 MPa增至1.0 MPa时,单台制冷机的液化率增长140.5%。降低换热温差可有效改善系统性能,当温差从1 K降至0.5 K时,单机液化率提升6.6%,但需权衡换热器成本。考虑正仲氢转化后,系统液化率下降约10%—15%。 展开更多
关键词 氢液化 低温制冷机 小型液化系统 热力学模型制冷机排布 正仲氢转化
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热电-压缩复叠制冷系统的性能研究
3
作者 胡佳铭 俞章城 +1 位作者 张若爽 陈琪 《低温工程》 北大核心 2025年第3期59-64,72,共7页
构建了热力学模型,研究了中间蒸发温度、环境温度和冷端温度对热电-压缩复叠式制冷系统的影响,同时对比了加入回热器和二级热电装置对系统性能的影响。结果表明一级热电-压缩复叠制冷系统在环境温度25℃冷端温度为-60℃存在最佳中间蒸... 构建了热力学模型,研究了中间蒸发温度、环境温度和冷端温度对热电-压缩复叠式制冷系统的影响,同时对比了加入回热器和二级热电装置对系统性能的影响。结果表明一级热电-压缩复叠制冷系统在环境温度25℃冷端温度为-60℃存在最佳中间蒸发温度-32.6℃,系统COP最优可达0.2259,与中间蒸发温度为-20℃时相比,性能提升15.9%。此外,较低的冷端温度和较低的环境温度下二级热电装置对复叠系统效率提升较大,而较高的冷端温度和较高的环境温度则使用回热器对复叠系统效率提升效果较好。 展开更多
关键词 热电制冷 蒸气压缩制冷 复叠系统 二级热电
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斯特林低温制冷机的研究与发展 被引量：36
4
作者 陈国邦 颜鹏达 李金寿 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1-10,共10页
介绍了近40年来斯特林循环低温制冷机从整体式到分置式结构、从旋转式压缩机到直线式驱动、从普通轴承到板弹簧柔性支承、从机械驱动排出器到气动控制等一系列变化和发展,叙述了中国低温斯特林制冷机从无到有、从仿制国外产品到自主创... 介绍了近40年来斯特林循环低温制冷机从整体式到分置式结构、从旋转式压缩机到直线式驱动、从普通轴承到板弹簧柔性支承、从机械驱动排出器到气动控制等一系列变化和发展,叙述了中国低温斯特林制冷机从无到有、从仿制国外产品到自主创新、从单件研制到批量生产的历程,展示了中国近年取得的最新成就,指出建立和发展一支具有国际前沿水平的研究队伍和研究基地的重要性。在新世纪,为了满足中国空间和地面红外技术不断增长的需要,研制各种类型的高质量线性驱动压缩机、开发低温制冷机用的精密电子控制技术、批量生产长寿命的微型斯特林制冷机,是一项重要任务。 展开更多
关键词 低温制冷机 斯特林循环 红外探测器 空间制冷技术
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集成ORC系统的高效氢液化流程设计研究
5
作者 李秋英 花亦怀 +5 位作者 程昊 张涵玮 刘文睿 白昊川 王凯 邱利民 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3651-3658,共8页
针对常规氢液化流程存在的高能耗和压缩机组高温余热未利用的问题,基于液氮预冷的Claude氢液化系统提出一种耦合有机朗肯循环的高效流程,利用Aspen Hysys进行稳态模拟并开展能量分析和[火用]分析。结果表明,该流程可以实现5t/d的液氢产... 针对常规氢液化流程存在的高能耗和压缩机组高温余热未利用的问题,基于液氮预冷的Claude氢液化系统提出一种耦合有机朗肯循环的高效流程,利用Aspen Hysys进行稳态模拟并开展能量分析和[火用]分析。结果表明,该流程可以实现5t/d的液氢产率,相比无ORC的常规系统,净功耗从1803.97 kW显著降低至1701.39 kW,比能耗为8.17 kWh/kg,[火用]效率为42.14%。 展开更多
关键词 氢 液化 催化 有机朗肯循环 比能耗 [火用]效率
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正仲氢催化转化机理研究综述
6
作者 花亦怀 李秋英 +5 位作者 程昊 白昊川 张涵玮 刘文睿 王凯 邱利民 《制冷学报》 北大核心 2025年第5期12-23,共12页
氢液化流程中正仲氢转化过程对于液氢的长时间储存与远距离运输具有极其重要的意义。概述了正仲氢的性质差异,综述了正仲氢催化转化过程的物理机制和反应动力学模型的研究进展,对常用催化剂进行了总结和性能对比。最后综述了正仲氢转化... 氢液化流程中正仲氢转化过程对于液氢的长时间储存与远距离运输具有极其重要的意义。概述了正仲氢的性质差异,综述了正仲氢催化转化过程的物理机制和反应动力学模型的研究进展,对常用催化剂进行了总结和性能对比。最后综述了正仲氢转化的3种主流方案,并对比了各方案的优缺点。物理机制和反应动力学分别从微观和宏观角度对正仲氢转化进行了研究,但由于催化剂表面的实验数据相对匮乏,学者对此尚未形成统一的论述和解释,迫切需要进行定量验证。在正仲氢转化的催化剂选择上,虽然镍基催化剂的催化效率更高,但综合考虑催化剂的制备、活化、失活以及氢液化器的工作特点,铁的氢氧化物及氧化物催化剂是主流的催化剂选择方案。此外,3种主流的正仲氢转化方案中采用连续转化过程的氢液化流程比能耗最低,是未来氢液化流程的发展方向,国内对此研究尚处于起步阶段,存在较大的发展空间。研究可为正仲氢催化转化实验台的设计和搭建等提供理论指导。 展开更多
关键词 正仲氢 催化转化 机理研究 反应动力学 催化剂
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液氦温区大冷量GM制冷机仿真及参数分布研究 被引量：4
7
作者 巢伟 赵钦宇 +2 位作者 李睿泽 王博 甘智华 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期57-63,共7页
为提高液氦温区GM制冷机制冷效率,加快产品迭代速度,采用Sage仿真软件对鹏力超低温生产的一台KDE420两级GM制冷机进行了整机建模,该制冷机由两台KDC6000V压缩机并联驱动,模拟结果显示该制冷机一、二级分别可获得71.6 W@50 K、2.6 W@4.2 ... 为提高液氦温区GM制冷机制冷效率,加快产品迭代速度,采用Sage仿真软件对鹏力超低温生产的一台KDE420两级GM制冷机进行了整机建模,该制冷机由两台KDC6000V压缩机并联驱动,模拟结果显示该制冷机一、二级分别可获得71.6 W@50 K、2.6 W@4.2 K制冷量,与实验测试结果基本一致。同时对模型中整机(火用)损失情况、膨胀机内温度和(火用)流分布等进行了系统分析。分析表明:进入二级回热器的(火用)占一级膨胀腔(火用)的69.5%,二级回热器铅丸段温度梯度过高,通过优化二级回热填料可进一步提高制冷性能。 展开更多
关键词 液氦温区 GM制冷机 SAGE (火用)损失
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G-M型低温制冷机旋转阀的改进研究
8
作者 孙贺 邱利民 +1 位作者 董文庆 甘智华 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期22-25,共4页
旋转阀是G-M型低温制冷机的核心部件,用以控制制冷机进排气时序。旋转阀中的转子和定子通常具有紧密的机械接触,在接触面上会有较大的摩擦力,造成阀芯磨损严重;同时阀芯旋转也需要较大扭矩,引起电机负荷增大。针对此问题,提出在阀芯与... 旋转阀是G-M型低温制冷机的核心部件,用以控制制冷机进排气时序。旋转阀中的转子和定子通常具有紧密的机械接触,在接触面上会有较大的摩擦力,造成阀芯磨损严重;同时阀芯旋转也需要较大扭矩,引起电机负荷增大。针对此问题,提出在阀芯与旋转阀底盘的接触面上增加气室,将高压或低压气体引入气室中,有效减小阀芯的磨损和阀芯旋转所需要的扭矩。通过初步实验证实,新型阀芯结构不会影响制冷机的制冷性能。 展开更多
关键词 旋转阀 摩擦力 扭矩 低温制冷机
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回热式低温制冷机循环理论研究
9
作者 陈国邦 蒋彦龙 甘智华 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期1-8,64,共9页
通过对卡诺循环以及由两个等温过程和两个多变过程组成循环的分析和研究 ,从理论上证明由两个等熵过程和两个多变过程组成的热力循环 (在相同的当量温限下 ) ,能够达到与卡诺值相等的热力学效率 ,并由此得到了一些低温制冷机理想回热循... 通过对卡诺循环以及由两个等温过程和两个多变过程组成循环的分析和研究 ,从理论上证明由两个等熵过程和两个多变过程组成的热力循环 (在相同的当量温限下 ) ,能够达到与卡诺值相等的热力学效率 ,并由此得到了一些低温制冷机理想回热循环的热力学效率 ,采用改进型布雷顿循环 (由两个等温和两个等压过程组成 )和GM循环对脉管制冷机循环进行了研究 。 展开更多
关键词 回热式低温制冷机 热力循环 卡诺循环 热力学效率
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低温流体在不同倾角填料表面的气液逆流特性理论研究 被引量：1
10
作者 詹高铭 植晓琴 +2 位作者 滕艺璇 周华彬 邱利民 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-7,55,共8页
采用CFD方法,建立规整填料局部逆流模型,通过分析流动形态、润湿率、持液率等参数,研究了低温氮氧在45°和60°倾角填料气体逆流对流动特性的影响。结果表明,逆流气体对常温水的润湿性有促进作用,对低温工质产生负面影响。对于... 采用CFD方法,建立规整填料局部逆流模型,通过分析流动形态、润湿率、持液率等参数,研究了低温氮氧在45°和60°倾角填料气体逆流对流动特性的影响。结果表明,逆流气体对常温水的润湿性有促进作用,对低温工质产生负面影响。对于低温流体,45°填料能提供高于86%的润湿面积,逆流气体影响下润湿率降低6.90%,而60°填料润湿率仅降低0.40%,但其润湿率仅约67%。60°填料的压降低于50 Pa/m,远低于45°填料,能有效降低压降损失,更适合用于大处理量的空分精馏过程。 展开更多
关键词 低温精馏 规整填料 气液逆流 数值模拟
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从国际低温与制冷会议(ICCR’98)看我国的研究方向
11
作者 陈国邦 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期57-60,共4页
＠陈国邦￥浙江大学制冷与低温工程研究所一、ＩＣＣＲ’９８概况：第二届国际低温与制冷会议（Ｉｎｔｅｍ－ａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｒｙｏｇｅｎｉｃｓａｎｄＲｅ－ｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ）于１９９８年４月２１～... ＠陈国邦￥浙江大学制冷与低温工程研究所一、ＩＣＣＲ’９８概况：第二届国际低温与制冷会议（Ｉｎｔｅｍ－ａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｒｙｏｇｅｎｉｃｓａｎｄＲｅ－ｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ）于１９９８年４月２１～２４日在杭州浙江大学召开。这次会议共有１... 展开更多
关键词 低温技术 制冷技术 中国 国际会议 研究方向
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日本的低温制冷机研究
12
作者 陈国邦 《低温工程》 CAS CSCD 1996年第6期51-54,共4页
日本的低温制冷机研究陈国邦（浙江大学制冷与低温研究所杭州３１００２７）１前言本人参加了１９９６年５月２０～２４日在日本北九州市国际会议中心召开的第１６届国际低温工程暨国际低温材料会议（ＩＣＥＣ－１６／ＩＣＭＣ）。会议... 日本的低温制冷机研究陈国邦（浙江大学制冷与低温研究所杭州３１００２７）１前言本人参加了１９９６年５月２０～２４日在日本北九州市国际会议中心召开的第１６届国际低温工程暨国际低温材料会议（ＩＣＥＣ－１６／ＩＣＭＣ）。会议内容较丰富，本文仅就日本低温制冷机... 展开更多
关键词 制冷机 低温制冷机 日本
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超流氦流场可视化技术研究进展
13
作者 胡应璇 李国良 +4 位作者 黄雯琳 张俊佩 童欣 邱利民 包士然 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期853-862,共10页
流场可视化是非接触式、全局高精度的新兴测量技术,测得的精细超流氦流场与传热信息能够为超导大科学装置的冷却系统设计提供数据和关联式支撑.超流氦具有量子特性,示踪物与量子涡旋的相互作用程度显著影响流场可视化测量的准确性.基于... 流场可视化是非接触式、全局高精度的新兴测量技术,测得的精细超流氦流场与传热信息能够为超导大科学装置的冷却系统设计提供数据和关联式支撑.超流氦具有量子特性,示踪物与量子涡旋的相互作用程度显著影响流场可视化测量的准确性.基于不同示踪物,深入讨论电子气泡法、微粒示踪法和分子示踪法3种主要的流场可视化方法涉及的关键技术,包括依据实验目的选择示踪物、搭建合适的光路和进行数据后处理. 展开更多
关键词 超流氦 流场可视化技术 超导冷却 低温测量 量子涡旋 示踪技术
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基于熵产最小化的液氮温区多层绝热变密度优化分析及实验研究
14
作者 俞佳豪 王浩任 +3 位作者 王博 高云飞 徐旭 甘智华 《低温工程》 北大核心 2025年第3期27-36,共10页
面向低温清洁燃料长储对高性能多层绝热的需求,构建了描述层间传热特性的层与层模型,并基于此模型提出了一种用于多层绝热变密度优化的熵产最小化分析方法。分析结果显示,90层等密度布置的多层绝热靠近低温侧的前14层占据了总熵产的85%... 面向低温清洁燃料长储对高性能多层绝热的需求,构建了描述层间传热特性的层与层模型,并基于此模型提出了一种用于多层绝热变密度优化的熵产最小化分析方法。分析结果显示,90层等密度布置的多层绝热靠近低温侧的前14层占据了总熵产的85%,为变密度优化提供了明确的优化层数范围。对前14层开展分段变密度优化结果显示,当多层绝热的前8层的层密度为13.7层/cm,后6层的层密度为16.8层/cm,剩余76层的层密度为21.5层/cm时,通过多层绝热的漏热从0.79 W/m2降低至0.52 W/m2,绝热性能实现了34.2%的提升。针对优化后的变密度多层绝热,开展了液氮温区实验测试,测试结果与理论优化偏差为11.86%,验证了熵产最小化分析方法的可靠性。 展开更多
关键词 多层绝热 清洁能源 熵产最小化 变密度优化液氮温区
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LNG大管径堆积绝热输送管道用于液氢转注的可行性数值研究
15
作者 陈锐莹 姜夏雪 +4 位作者 徐皓晗 陆新宇 高歌 朱少龙 王凯 《低温工程》 北大核心 2025年第2期85-95,共11页
为了评估LNG接收站卸液管道用于液氢转注的可能性,采用CFD数值方法,建立液氢管道热流固耦合模型,分析了管道所受动态热应力分布与管道稳态漏热。热流固耦合分析结果表明:管道热应力分布与分层流流型具有显著联系,热应力呈现明显的顶底... 为了评估LNG接收站卸液管道用于液氢转注的可能性,采用CFD数值方法,建立液氢管道热流固耦合模型,分析了管道所受动态热应力分布与管道稳态漏热。热流固耦合分析结果表明:管道热应力分布与分层流流型具有显著联系,热应力呈现明显的顶底差异。该型管道在分阶段预冷使用低温氢气进行初步预冷情况下,转注液氢时等效热应力能够满足液氢转注要求。稳态漏热分析结果显示该型管的堆积绝热结构外表面漏热量为16.77 W/m,尚无法到达同等尺寸合格真空绝热管漏热指标,需优化绝热结构以满足液氢转注绝热需求。 展开更多
关键词 低温管道预冷 热流固耦合 动态热应力 液氢转注
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一种用于低温环境下新型空气源热泵循环研究 被引量：42
16
作者 王林 陈光明 +1 位作者 陈斌 王勤 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期34-38,共5页
提出了一种在低温环境下能扩大制热能力空气源热泵装置,既可按传统单级空气源热泵方式运行,又可按复叠循环方式运行。在低温环境下对两种空气源热泵循环特性进行模拟比较。模拟结果表明,在环境温度很低条件下,该热泵仍可获得较大制热量... 提出了一种在低温环境下能扩大制热能力空气源热泵装置,既可按传统单级空气源热泵方式运行,又可按复叠循环方式运行。在低温环境下对两种空气源热泵循环特性进行模拟比较。模拟结果表明,在环境温度很低条件下,该热泵仍可获得较大制热量和较高COP值,并具有较小压缩比和较低压缩机排气温度。热泵制热应在最佳节能控制条件下运行以实现最大限度节能。它为解决热泵的低温适用范围和低温条件下节能等问题提供了一条可取的途径。 展开更多
关键词 低温环境 热泵循环 空气源热泵 种用 制热能力 循环方式 循环特性 模拟结果 环境温度 COP值 排气温度 控制条件 低温条件 泵装置 运行 制热量 压缩机 压缩比 节能 最佳
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一个改进自行复叠制冷循环的实验研究 被引量：17
17
作者 陈光明 何一坚 +2 位作者 季益华 吴杰 张权 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期27-31,共5页
自行复叠制冷循环以其结构简单、可靠性高、适应性强等特点 ,在能源、生物、医学和生命科学等领域得到了日益广泛的重视和应用。针对一个改进的自行复叠制冷循环 ,建立了该制冷循环的实验台 ,进行了不同配比的二元混合工质和三元混合工... 自行复叠制冷循环以其结构简单、可靠性高、适应性强等特点 ,在能源、生物、医学和生命科学等领域得到了日益广泛的重视和应用。针对一个改进的自行复叠制冷循环 ,建立了该制冷循环的实验台 ,进行了不同配比的二元混合工质和三元混合工质的自行复叠制冷循环性能实验 ,得出了改进自行复叠制冷循环的降温特性图以及性能系数COP和制冷量与制冷温度的关系。 展开更多
关键词 自行复叠制冷循环 实验研究 二元自行复叠系统 三元自行复叠系统 降温曲线
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制冷机传导冷却的超导磁体冷却系统研究进展 被引量：19
18
作者 张楷浩 邱利民 +1 位作者 甘智华 周晓晓 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1213-1226,共14页
回顾并总结了低温制冷机传导冷却的超导磁体系统的发展历程和最新研究进展.与传统的液氦浸泡冷却方式不同,低温制冷机传导冷却系统主要依靠低温下固体之间的热传导对超导磁体线圈进行冷却.基于小型低温制冷机的研究进展,集中讨论超导磁... 回顾并总结了低温制冷机传导冷却的超导磁体系统的发展历程和最新研究进展.与传统的液氦浸泡冷却方式不同,低温制冷机传导冷却系统主要依靠低温下固体之间的热传导对超导磁体线圈进行冷却.基于小型低温制冷机的研究进展,集中讨论超导磁体中的制冷机传导冷却系统;结合传导冷却的超导磁体应用,讨论传导冷却中低温制冷机性能、低温恒温器传热以及加速冷却等技术要点,对低温制冷机传导冷却磁体系统的发展进行了展望. 展开更多
关键词 超导磁体 低温制冷机 传导冷却 加速冷却
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20K以下温区单级脉管制冷机直流控制实验研究 被引量：12
19
作者 蒋彦龙 陈国邦 +2 位作者 G.Thummes 甘智华 邱利民 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期11-15,共5页
开展了 2 0K以下温区单级脉管制冷机的实验研究 ,考察了直流流动对制冷机性能的影响 ,估算了不同制冷温度下制冷机循环的需气量 ,在对直流进行控制的情况下 ,采用 2kW (RW2 )和 4kW (CP4 )压缩机分别获得了 1 8 7K和1 4 7K的最低制冷温... 开展了 2 0K以下温区单级脉管制冷机的实验研究 ,考察了直流流动对制冷机性能的影响 ,估算了不同制冷温度下制冷机循环的需气量 ,在对直流进行控制的情况下 ,采用 2kW (RW2 )和 4kW (CP4 )压缩机分别获得了 1 8 7K和1 4 7K的最低制冷温度 ,对应的在 30K的制冷量分别为 1 0W和 2 9 5W。 展开更多
关键词 脉管制冷机 直流控制 实验研究 直流 制冷性能 抑制方法
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行波热声发动机驱动的脉管制冷机研究 被引量：6
20
作者 孙大明 邱利民 +3 位作者 严伟林 陈萍 甘智华 陈国邦 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期30-34,共5页
通过改变热声发动机谐振直路长度,研究系统在不同工作频率下的性能。研究发现,在一定条件下降低频率可以显著改善脉管制冷机的性能。在工作压力为 2 7MPa,加热功率为 2 350W,工作频率为 45Hz时,双向进气型单级脉管制冷机获得了 80 9K的... 通过改变热声发动机谐振直路长度,研究系统在不同工作频率下的性能。研究发现,在一定条件下降低频率可以显著改善脉管制冷机的性能。在工作压力为 2 7MPa,加热功率为 2 350W,工作频率为 45Hz时,双向进气型单级脉管制冷机获得了 80 9K的最低制冷温度,这是目前用热声制冷方法获得的最低制冷温度。 展开更多
关键词 脉管制冷机 制冷温度 热声制冷 行波热声发动机 加热功率 进气 性能 改变 MP 研究
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