【摘 要】
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环路多级热驱动制冷系统具有结构紧凑、潜在热效率高等优点,在天然气液化(110K～150K)等大冷量需求场合具有重要的发展前景.本文对环路三级热驱动制冷系统进行了理论分析及实验验证,重点围绕发动机回热器与谐振管的面积比进行了探究.首先,考察了不同面积比下系统的热力特性.结果表明,高效的制冷系统存在着一个合适的面积比区间,过小或者过大的面积比会严重降低系统性能.其次,进一步研究了不同面积比下发动机回热
【机 构】
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中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室 北京 100190;中国科学院大学 北京 100049
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环路多级热驱动制冷系统具有结构紧凑、潜在热效率高等优点,在天然气液化(110K～150K)等大冷量需求场合具有重要的发展前景.本文对环路三级热驱动制冷系统进行了理论分析及实验验证,重点围绕发动机回热器与谐振管的面积比进行了探究.首先,考察了不同面积比下系统的热力特性.结果表明,高效的制冷系统存在着一个合适的面积比区间,过小或者过大的面积比会严重降低系统性能.其次,进一步研究了不同面积比下发动机回热器的阻抗,并且对系统主要部件的损失进行了分析.接着,对三种不同面积比下的系统性能展开了实验研究,结果很好的验证了面积比的重要性.当面积比为最优时,系统在110K制冷温度下获得了880W制冷量及7.8％的整机相对卡诺效率,相当于31W/1W的比热功耗,这是目前热声驱动制冷系统在这一制冷温区报道的最高效率.
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