自制两级高频脉管制冷机实验研究：35K温区冷却验证

"35K两级高频脉管制冷研究:Ⅱ.实验验证 (2009年)" 本文是关于35K两级高频脉管制冷技术的实验验证研究，旨在满足空间探测器在35K温度区的冷却需求。研究团队利用回热器数值计算软件REGEN3.2进行计算分析，设计并制造了一台独特的两级高频脉管制冷机，其第二级脉管采用了低温惯性管和低温气库的热耦合结构。 在实验过程中，研究人员关注了几个关键参数对制冷机性能的影响，包括充气压力、工作频率和输入功率。实验结果表明，在35K温度下，最佳的充气压力为1.26MPa，最佳工作频率为40Hz，这与理论计算结果相吻合。当这些条件得到优化时，制冷机能够达到27.4K的最低无负荷制冷温度。 此外，实验还探索了不同工况下的制冷效果。例如，当充气压力提高到1.36MPa，工作频率保持在40Hz，输入功率增加至205W时，制冷机在35K温度下可实现0.45W的制冷量。这些数据对于理解和优化此类制冷机的性能至关重要，因为它们提供了实际运行条件下的性能指标。 高频脉管制冷机的工作原理基于磁流体动力学效应，通过快速交替改变磁场，使工作流体（通常是氦气）在脉管内受压和膨胀，从而产生冷量。低温惯性管和低温气库的结合在第二级制冷中起到了关键作用，它们提升了制冷效率，并有助于稳定制冷温度。 此研究不仅验证了理论计算的有效性，还为实际应用提供了实用的数据参考。对于未来空间探测器的冷却系统设计，这些研究成果将具有重要的指导意义。同时，该研究也推动了低温制冷技术的发展，特别是在高频脉管制冷领域，这可能引发更多关于提高制冷效率和拓展冷却温度范围的研究。