CONTENTS-Volume 33, No. 4
July-August 2024
Springer Link:
https://link.springer.com/journal/11630/volumes-and-issues/33-4
【引用格式】GAO Zhaozhao, YANG Biao, FAN Xiaoyu, CHEN Liubiao, WANG Junjie,Thermal performance of a 4 K high-frequency pulse tube cryocooler with different working fluids,Journal of Thermal Science, 2024, 33(4): 1468-1479.
15.Thermal performance of a 4 K high-frequency pulse tube cryocooler with different working fluids
不同工质时4K高频脉冲管制冷机的热力学性能
GAO Zhaozhao, YANG Biao, FAN Xiaoyu, CHEN Liubiao, WANG Junjie
高诏诏，杨彪，范啸宇，陈六彪，王俊杰
中国科学院理化技术研究所低温重点实验室,中国科学院大学
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https://doi.org/10.1007/s11630-024-1991-3
Journal of Thermal Science, 2024, 33(4): 1468-1479.
摘要：高频脉冲管制冷机（HPTC）因结构紧凑，没有低温运动部件，是一种颇具应用前景的小型低温制冷技术。然而，受限于4He的非理想气体效应，HPTC 很难在液氦温区获得较高制冷性能。3He 作为工质可以有效提升 HPTC 的制冷性能，但其高昂的成本阻碍了它的广泛应用。为兼顾制冷性能和成本，本文探讨了利用 3He-4He 混合物作为 HPTC 工质的可行性。首先开展了基于 4He 的 HPTC实验研究，在总功耗为 575 W 的情况下，最低测试温度为 3.26 K；在 4.2 K 时的冷量为 20.8 mW。进一步依据工质热物性，计算了不同组分 3He-4He 混合物为工质时制冷机的理论最高效率。然后对 HPTC 进行了整机建模，探究了不同组分工质对双向进气和惯性管等结构参数以及压力和频率等运行参数的影响规律。计算结果表明，如果使用等摩尔 3He-4He 混合工质和纯 3He工质，4.2 K时制冷量有望分别提高至 36 mW 和 53 mW。
2024年第4期目次
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