脉冲管制冷机直流效应实验与理论研讨.pdfVIP

笔者认为双速一定距桨也是较好的一种推进方式。双速一定距桨是以双速齿轮箱配固定螺距螺旋桨， 从而兼顾两种工况以达到节约能源、提高效率和延长主机寿命的目的，非常适合具有两种典型工况的船舶， 如推拖船、拖网渔船等。这种推进方式在国内外已有较广泛的应用，但黑龙江水系推拖船还从未应用过。本 文计算表明，在推拖船上采用该种推进方式既可在推航状态下获得较大的推力，又可在自航状态下获得较高 的航速，所计算的四种船型在保持推航状态推力不变的条件下，自由航速可提高0.5-1.4knVh，提高幅度约 为3%--8%，效益是显而易见的。从计算中还可以看出，推航与自航两种工况间的航速差异越大则效益越 加显著。虽然双速一定距桨同其它几种推进方式相比在管理、操作上略复杂些，双速齿轮箱的造价也比普通 齿轮箱略高些，但总地来看还是十分可取的。 除上述推进方式外，喷水推进在黑龙江水系的推船中也有所应用。其优点是在浅水条件下推进效率较 高、操纵性好、适应变工况能力较强、减震降噪效果好。70年代末黑龙江水系有三艘220kW推船即采用此推 进方式。但经过十多年的营运使用表明，新造船使用之初的推进性能是良好的，但由于喷水推进器对车叶与 喷管的间隙要求高，经过一段时间的使用被泥沙磨蚀后，推力等技术性能锐减，并不十分理想，现已有船由喷 水推进改造为大径深比导管桨推进方式。 3 结束语 通过实船设计、使用及计算分析研究，我们认为黑龙江水系推拖船要在特定的水系条件下达到进一步提 高效率、节约能源的目的，应该向如下两个方向发展:一是对旧船要进一步普及推广大径深比技术，目前已采 用这种技术的推拖船型仅占整个水系推拖船总功率的25%左右，还有较大的改造潜力，如按改造后平均节 能10%计算，则每年大约可节约燃油2000t。二是对新造推拖船应大力采用双速一定距桨推进方式，并同大 径深比技术结合起来。尤其是对于消防兼港作推拖船型，自由航速更为重要，又希望具有推拖船推力较大的 性能，如果采用大径深比与双速一定距桨相结合的技术，定会收到很好的效益。 脉冲管制冷机直流效应实验与理论研究 巨永林 ‘周 远 ‘朱文秀 ‘王 超 “ ](中国科学院低温技术实验中心 2InstituteofAppliedPhysics,UniversityofGiessen,German) 摘 要 首先简述了脉冲管制冷机的研究现状和存在的问题。介绍了我们建立的脉冲管制冷机动态参数实验系 统。通过对一典型的脉冲管制冷机的动态参数的数据测量，分析了动态压力和质量流量之问的振幅和相位关系。 首次发现了存在于双向进气型脉冲管制冷机内部的直流现象(DC-Flow)。指出该直流分量是脉冲管制冷机的一种 损失，揭示了多路旁通进气方式可减小直流损失，提高脉冲管制冷机的效率。并从理论上分析了产生直流现象的 根本原因是工质气体非稳定的周期性振荡效应(波动效应)，给出了直流分量的具体数值和比例。 关键词 脉冲管制冷机 直流效应 1前 言 小型低温制冷机在气象、军事、空间技术、低温电子学、低温医学、天然气液化等很多领域都有广泛的应 用背景。特别是在为空间遥感遥测、卫星预警和军事夜视探测装置等中的红外探测器件以及高温超导器件 提供必要的低温冷源，保证其正常工作p[,21 目前，限制小型低温制冷机广泛应用的主要问题是与低温电子系统不匹配，不能同时满足重量轻，体积 小，寿命长，振动小，效率高，工作稳定以及抗电磁干扰的要求。脉冲管制冷机无常规回热式制冷机中的冷腔 运动部件，具有结构简单、重量轻。特别是在抗电磁干扰，降低振动和长寿命方面优势明显。使得脉管制冷 机引起世界各国的广泛重视，成为小型低温技术中一大研究热门。目前，美国、日本和欧洲各国的许多研究 机构都在大力开展脉冲管制冷机的研制和开发工作[3,41 299 在经历了小孔型、双向进气型和多路旁通型等几次重大的改进后，脉管制冷机的研究无论在实验和理论 上都获得了长足的进展，综述的文献可见[，一’〕。1990年美国的Radebaugh等人提出了焙流分析法[31，结论是 脉冲管内的压力波和体积流速之间的相位差是影响制冷量的关键因素。烩流理论直观地揭示了影响制冷量 的主要因素，成功地指导了脉冲管制冷机的改进。该文同时指出气体在制冷机内部的工作原理为周期性的 交变流动，即AC-Flow运动。但是最今几个问题引起了国内外学者的高度重视。首先是作者于19%年通过 分析脉冲管冷端处动态参数的振幅和相位实验数据，首次发现了存在于双向进气型脉