液氦温区VM-PT制冷机气量分配特性

张 通,2 潘长钊 陈六彪,2 周 远 王俊杰

(1中国科学院低温工程学重点实验室 理化技术研究所 北京 100190； 2中国科学院大学 北京 100049)

液氦温区VM-PT制冷机气量分配特性

张 通1,2潘长钊1陈六彪1,2周 远1王俊杰1

(1中国科学院低温工程学重点实验室理化技术研究所北京100190； 2中国科学院大学北京100049)

VM气耦合脉冲管制冷机(VM-PT)是一种新型的液氦温区制冷机，为探索两级气耦合复杂的机理，本文采用Sage软件构建了低温调相VM-PT制冷机的整机模拟程序，研究了运行频率、平均压力、毛细管长度以及Er3Ni填充长度等参数对两级气量分配的影响。结果表明：运行频率、平均圧力、毛细管长度以及Er3Ni填充长度均会影响两级质量流的分配，进而影响制冷机的最低温度，权衡工质的做工能力以及蓄冷器损失两方面因素，该四个参数均存在一个最佳值。搭建了实验平台并对数值模拟进行了验证。在实验中通过优化毛细管和蓄冷器，在运行频率1.6 Hz、平均压力1.4 MPa、压比1.6的情况下得到了3.86 K的无负荷制冷温度，在4.2 K可提供约10 mW的制冷量。

低温制冷机；液氦温区；脉冲管制冷机；VM制冷机；气量分配

在低温超导、低温电子学、空间技术等方面，液氦温区低温技术起着非常重要的作用[1-3]。液氦温区不仅是很多先进科学仪器的工作温区，同时也可以作为更低温区制冷方式的预冷温度。例如，1.7 K的节流制冷机的前级温度一般为4 K[4]，mK级稀释制冷机一般需要为工作于液氦温区的制冷机提供前级预冷。目前，获得液氦温区温度的主要方式是液氦恒温器和液氦温区制冷机。……