文档介绍：,
第 2 1 卷第 5 期工程热物理学报 VO I 2 1 N o s
.
2 0 0 0 年 9 月 J O U R N A L O F E N G IN E E R IN G T H E R M O P H Y S IC S S e P , 2 0 0 0
分置式微型斯特林制冷机的理论分析
何雅玲高成名李景高陈钟顾
,
(西安交通大学能动学院陕西西安 7 10 0 4 9
摘要本文建立了分置式微型斯特林制冷机的理论分析模型, 给出了其内部各种参数(热力参
、、
数流动参数传热参数) 的动态变化规律; 并进行了主要结构参数的优化分析; 同时还给出了各
、。。
组成部件变质量非稳定流动系统的佣损失计算式可推荐给工程实际应用
关键词分置式斯特林制冷机; 热力分析
中图分类号: T B 6 5 1 文献标识码: A 文章编号: 0 2 5 3 一 2 3 i x (2 0 0 0 )0 5 一 0 5 4 1 一 0 4
1 前言
分置式微型斯特林制冷机又简称为牛津型制冷机, 是七十年代末英国牛津大学发明
。
的由于这种机型结构新颖, 采用了一系列高技术措施, 因此工作可靠, 寿命长, 自发
明起受到了普遍关注。我国研制分置式微型斯特林制冷机始于八十年代后期, 对它的研
, 。
究属于国家高技术 Il] 其中对其内部工作过程的理论研究是非常重要的一方面本文使
用变质量热力学及数值计算方法对该种机型的内部工作过程进行了理论分析, 包括热力
。
学第一定律和热力学第二定律两方面的分析第一定律分析, 对工质在制冷机中所进行
的变质量流动下的变质量热力和传热过程进行了全模拟, 模型中尽可能多地考虑了实际
因素, 最终给出了制冷机内热力、传热和流动各种参数的动态变化, 以及各参数对制冷
。
机的影响第二定律分析, 对发生在各变质量部件中的不可逆能量损失用拥分析法进行
了分析, 给出了计算公式。
2 第一定律分析
2. 1 物理模型
图 1 给出了分置式微型斯特林制冷机的基本结构, 它由压缩腔、连管、室温腔、回
、, , 、
热器冷腔狭缝和冷腔(膨胀腔) 所组成对于每个部件来说都经历变质量热力传热
, 。, ,
和流动过程过程错综复杂[z] 常用的等温模型分析法由于模型过于理想化致使计
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节点
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压缩腔(沪1 6 x s )
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图 1 物理模型和节点划分(基本结构尺寸: m m )
收稿日期: 1 9 9 9 一 0 6 一2 3 ; 修订日期: 2 0 0 0 一 0 1 一 1 4
基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目(N o. 5 9 6 3 6 1 9 0) 和西安交大科研基金资助项目
作者简介: 何雅玲(1 9 63 一) , 女, 陕西西安人, 西安交大能动学院副教授, 在职博士, 主要从事新型制冷机技
。
术的研究
工程热物理学报 2 1 卷
。, ,
算结果与实际偏差甚大[s] 本文采用节点分析法对图 1 所示的制冷机进