新型空间斯特林制冷机气动式膨胀机研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈永生 |
| 答辩日期 | 2003-06-04 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 吴亦农 |
| 关键词 | 气动分置式斯特林制冷机 阻尼 相位特性 性能特性 间隙动密封 |
| 学位专业 | 制冷及低温工程 |
| 英文摘要 | 中科院上海技术物理研究所研制的牛津型双驱动斯特林制冷机已成功应用于航天领域，但由于其体积、重量较大，不适用于迅速发展的小卫星技术，因此空间斯特林制冷机的轻量化研究成为一个新的发展方向，其中气动分置式是解决轻量化的重要手段。 本文分析了传统型气动分置式斯特林制冷机的运行特点，分析了阻尼对维持推移活塞合适的运行参数（相位差和振幅）的重要性，提出了一种调节型气动腔与弹簧系统相结合的新型气动调节机构，给推移活塞系统施加合适的阻尼，克服了摩擦阻尼和磁性阻尼的缺陷，简单、可靠。 从模拟气动腔压力波动入手，论文分析了推移活塞的运动特性，揭示了新型调节机构施加阻尼的机理。计算表明，该结构能够提供一个合适的阻尼，以维持推移活塞合适的运动。 结合实际的机械加工要求、未来的实验测试需要，作者应用新型气动调节机构，设计了气动式膨胀机原理样机，并对间隙动密封的泄漏进行了分析。 本文利用“神舟三号”中分辨率成像光谱仪斯特林制冷机的压缩机，对气动式膨胀机样机进行了实验研究。对气动腔子腔体的压力波动的幅值与相位进行了测试，并对相应的阻尼系数进行了修正，得到了阻尼系数的变化特性：在制冷机降温过程中，阻尼系数逐渐增大，并导致推移活塞振幅逐渐减小。 通过推移活塞固有频率、调节件、充气压力、运行频率等动力学参数的组合实验，得到了气动分置式斯特林制冷机的相位特性和性能特性，并在充气压力15bar、推移活塞固有频率46Hz、调节件间隙宽度为300μm、运行频率为43Hz的实验参数下，获得了制冷机的最佳性能：最低制冷温度51K，80K制冷温度最大制冷量为632mw，其输入功耗为27.3W，制冷效率为2.31%。 结合实验研究的体会，作者对气动分置式斯特林制冷机的设计和调试策略进行了一些分析，提出了从频率特性出发的动力学设计理念。 本文提出了未来气动分置式斯特林制冷机的改进方向，为二期创新课题“空间斯特林制冷机的轻量化、长寿命技术研究”提供必要的基础。 关键词：气动分置式斯特林制冷机，阻尼，相位特性，性能特性，间隙动密封 作者：陈永生 专业：制冷及低温工程导师：吴亦农研究员，王维扬研究员字数：35,000字 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-06-25 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4041]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈永生. 新型空间斯特林制冷机气动式膨胀机研究[D]. 中国科学院研究生院. 2003. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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