低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机模拟与优化 simulation and optimization of free piston stirling cooler using in low temperature freezer.pdfVIP

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2017-09-04 发布于上海
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低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机模拟与优化 simulation and optimization of free piston stirling cooler using in low temperature freezer.pdf

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低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机模拟与优化 simulation and optimization of free piston stirling cooler using in low temperature freezer

第22卷第6期真空与低温 2016年12月 VacuumCryogenics 365 低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机模拟与优化武飞，陈曦（上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093 ）摘要：自由活塞斯特林制冷机具有高效紧凑，适合中低温制冷等优点。对用于低温冰箱自由活塞式斯特林制冷机进行了一维建模，并实现整机性能的模拟与优化。在考虑各种空体积的情况下，模拟分析了压缩活塞PV 功和相位角的变化对整机性能的影响，获得了制冷机运行的最佳相位。对比了环形回热器的填料及填充方式对自由活塞式斯特林制冷机的性能影响，及对应材料下回热器的轴向导热损失情况。模拟了制冷机性能随回热器空隙率和制冷温度的变化情况，计算分析了回热器内部的不可逆损失随空隙率的变化情况，并且获得了不同温度下的最佳空隙率。最后，为了获得好的制冷性能，优化不同制冷温度的回热器设计参数及膨胀活塞与气缸壁的密封间隙宽度。关键词：自由活塞式斯特林制冷机；低温冰箱；回热器；间隙密封 + 中图分类号：TB651 .5 文献标志码：A 文章编号：1006-7086（2016 ）06-0365-05 DOI ：10.3969/j.issn. 1006-7086.2016.06.011 SIMULATIONANDOPTIMIZATIONOFFREEPISTONSTIRLINGCOOLERUSINGIN LOWTEMPERATUREFREEZER WU Fei ，CHEN Xi （Institute of Refrigeration and Cryogenics Technology ， University of Shanghai for Science and Technology ，Shaihai 200093 ，China ） Abstract ：Free piston Stirling cryocooler （FPSC ）has the advantages of efficient and compact ，it is suitable for mid- dle and low temperature refrigeration. In this paper ，a 1-D model had been built to study FPSC used in low temperature freezer. The performance of FPSC are obtained by simulation and optimization. Under the conditions of different dead vol- umes ，the influences of the PV power and phase angle on the machine performance are simulated in detail ，and an optimal phase angle is got. In the paper ，the effect of different regenerator materials and filling methods on the axial heat conduc- tion losses of the regenerator and cooling