80 K脉管制冷机惯性管调相机理及优化研究

刘少帅张华张安阔陈 曦吴亦农

（1上海理工大学能源与动力工程学院 上海 200093；2中国科学院上海技术物理研究所 上海 200083）

80 K脉管制冷机惯性管调相机理及优化研究

刘少帅1，2张华1张安阔2陈 曦1吴亦农2

（1上海理工大学能源与动力工程学院 上海 200093；2中国科学院上海技术物理研究所 上海 200083）

液氮温区脉冲管制冷机在高温超导等领域的应用越来越广泛。基于热声理论，本文采用DeltaEC软件对纯惯性管及惯性管加气库的调相能力进行模拟研究，建立了80 K温区制冷机整机数值模型，分析了不同惯性管及气库组合方式对制冷机性能的影响。结果表明:纯惯性管结构和单段惯性管加气库两种方式可以达到较为接近的调相能力，采用双段惯性管接气库方式可以提高制冷机性能，最低温度可以达到48.8 K。最后搭建制冷机整机性能测试实验台对模拟结果进行了验证。

脉管低温制冷机；惯性管；热声学；制冷性能实验

近年来，随着脉冲管制冷机制冷性能的提高和外形尺寸的优化，脉冲管制冷机依靠其高可靠性受到越来越多的关注。在脉冲管制冷机的设计过程中，研究者发现在脉冲管热端增加一个改变压力波和质量流相位差的调相机构，可以提高理论制冷量及整机制冷效率。如何选择合适的调相机构一直是研究者们所关心的重要问题［1-3］。

Radebaugh R等［4］提出的焓流调相理论指出，脉冲管冷端压力波和质量流的相位差为0°时，制冷机理论制冷量最大；相位差为90°时，制冷效率最低。……