脉管制冷机作为一种新型的回热式低温制冷机,由于低温下没有运动部件,具有结构紧凑、可靠性高、振动小、寿命长等优点。采用线性压缩机驱动的脉管制冷机作为低温制冷机研究和应用的一个重点,在国内外得到了很大程度的重视和发展,具有广阔的应用前景。本文对线性压缩机驱动的80K单级脉管制冷机展开了理论和实验研究工作。1.深入学习并掌握回热器数值计算软件REGEN3.2,考查了充气压力、运行频率、冷端质量流和压力波相位角、冷端压比和回热器填料的改变对回热器性能的影响。2.在此基础上,以RICOR线性压缩机为压力波驱动源,结合惯性管计算模型设计了一台单级脉管制冷机,根据质量守恒和能量守恒定律,对脉管制冷机各个部件进行定量分析,得出流经制冷机各个部件质量流量大小以及相互之间的相位夹角。给出了各个部件的尺寸和脉管制冷机的工作参数,并且完成了脉管制冷机的制作。3.进行了线性压缩机驱动脉管制冷机的实验研究。获得最低无负荷制冷温度为58K,降温到80K用时8.5min。制冷机在80K下制冷量为4.4W,相对卡诺效率为5.23%,与斯特林制冷机性能接近(6.38%)。当压缩机功率达到290W时,脉管制冷机在80K获得了5.2W制冷量;与计算结果吻合较好。