高频脉冲管制冷机的蓄冷器源汇模型、流动模拟和参数优化1)

张 珍 李家春,†,2)

∗(中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室，北京100190)

†(中国科学院大学工程科学学院，北京100049)

高频脉冲管制冷机的蓄冷器源汇模型、流动模拟和参数优化1)

张 珍∗李家春∗,†,2)

∗(中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室，北京100190)

†(中国科学院大学工程科学学院，北京100049)

蓄冷器是脉冲管制冷机的一个关键部件，其工作性能将直接影响整机性能.针对工质在蓄冷器内交变流动的特性，提出了一个新的源/汇项模型来模拟蓄冷器内的流动与换热，同时模型也考虑了气固间的非热平衡.对于蓄冷器和换热器内的固体填料，在一些假定条件的基础上推导得到了固体物质的温度分布的解析解.该模型不需要建立固体的能量方程，减小了计算的工作量，避免了达西定律在高频下不适用的限制条件，并针对交变流动情况下对流换热系数的取值提出了解决方法.新模型的计算结果与实验结果符合良好，验证了模型的可靠性.进一步应用此模型分析了蓄冷器内部的热交换和制冷机理，并进行了蓄冷器的优化设计，对于不同目数，不同丝径，不同材料的丝网，进行了各种情况下蓄冷器的换热性能优化分析.

脉冲管制冷机，蓄冷器，源/汇项模型，对流换热系数，相位角

引言

最近几十年脉冲管制冷机经历了基本型[1]、小孔型[2]、双向进气型[3]、改进的小孔型[4]、多路旁通型[5]、惯性管型[6]、热声型[7]等一系列的变革改进后得到了飞速发……