高频120Hz斯特林脉管制冷机：理论、实验与快速降温

"120Hz单级脉管制冷机理论与实验 (2011年) - 讨论了百赫兹以上高频回热器的特性和对脉管制冷机性能的影响，通过优化设计和实验，研制出120Hz斯特林型脉管制冷机，实现了47.8K的无负荷制冷温度和78.6K时8.0W的制冷量。论文涉及的关键词包括高频、脉管制冷机、快速降温、方向性问题。" 本文是一篇工程技术领域的论文，主要探讨了120Hz高频脉管制冷机的设计与实验。研究团队利用回热器数值计算程序RE-GEN3.2，对高频回热器的尺寸参数和运行条件进行了优化，目的是研究高频回热器在超过100赫兹频率下的工作性能，以及它如何影响脉管制冷机的制冷效果。 他们成功研发出了一台120Hz的斯特林型脉管制冷机，这台制冷机在无负载条件下可达到47.8K的低温，而在78.6K时能提供8.0W的制冷功率。这个成果表明，通过增大充气压力、选用小水力直径的回热填料以及减小回热器的长度，可以在高频操作环境下保持回热器的高效率。这种设计策略对于扩展脉管制冷机的工作频率范围具有重要意义。 实验结果还揭示，该高频脉管制冷机具备快速降温的能力，这意味着它在冷却过程中的响应速度较快，对需要快速冷却的应用具有显著优势。此外，论文中提到的“脉管方向性问题”得到了较好的抑制，这意味着制冷剂在脉管内的流动方向控制更加稳定，有助于提高整个系统的制冷效率和稳定性。 这篇研究的贡献在于提供了高频脉管制冷技术的新见解，对于未来开发更高频率、更高效能的制冷设备提供了理论基础和技术参考。通过深入理解和优化高频回热器的性能，可以推动制冷技术的进步，特别是在低温科学、电子冷却、空间探测等领域有着广泛的应用前景。