基于多孔光纤的微型脉管制冷机回热器性能分析.doc

文档介绍：
基于多孔光纤的微型脉管制冷机回热器性
能分析#
金滔,黄迦乐,汤珂,吴梦茜*
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(浙江大学制冷与低温研究所)
摘要:低温工程应用中的许多领域要求低温制冷机实现小型化。本文将近年来在光通信领域
中出现的多孔光纤技术引入脉管制冷机,提出了将其作为回热器材料的设想,并验证了其可
行性。利用热声理论分析计算了回热器结构尺寸和平均压力对基于多孔光纤的微型脉管制冷
机性能的影响。结果表明,相比于传统的回热器,基于多孔光纤的微型脉管制冷机回热器能
够达到相对较高的效率。
关键词:低温制冷;脉管制冷机;回热器;微型化;多孔光纤
中图分类号:TB 511
NUMERICAL SIMULATION ON THE OPTICAL FIBER
BASED REGENERATOR OF MICRO-SCALE PULSE
TUBE CRYOCOOLER
JIN Tao, HUANG Jiale, TANG Ke, WU Mengxi
(Institute of Refrigeration and Cryogenics, Zhejiang University)
Abstract: The miniaturization of cryocoolers is a demand in many fields of cryogenic engineering.
In this paper, the holey optical fiber is introduced as regenerative material for pulse tube
cryocoolers. Numerical simulation on the optical fiber based regenerator of micro-scale pulse tube
cryocooler was carried out to explore its feasibility. Results show pared with conventional
one, relatively higher coefficient of performance is able to be achieved by micro-scale pulse tube
cryocooler based holey optical fibers.
Key words: cryogenic refrigeration; pulse tube cryocooler; regenerator; miniaturization; holey
optical fiber
0 引言
自上世纪六十年代脉管制冷机的发明以来[1],其在最低制冷温度和系统效率方面都有长
足的进步[2]。然而,脉管制冷机的小型化是许多低温工程应用场合中的重要要求。目前,已
经有大量研究人员为减小系统的尺寸进行了一系列相关工作[3-5]。
Radebaugh 与 O’Gallagher[5]指出,提高回热器的工作频率对脉管制冷机的微型化至关重
要。从交变流动和传热的角度上讲,微型回热器几百赫兹的工作频率对制冷机的效率是不利
的。另外,传统的脉管制冷机通常利用不锈钢