下载后可任意编辑单、 双级 G-M 制冷机的实验讨论Experimental Study on Single-stage and Two-stage G-M Cryocoolers董宇国 巨永林 上海交通大学制冷与低温工程讨论所, 上海 40Tel: E-mail: 摘要: 本文主要测定了实验室中已有单级、 双级 G-M 制冷机样机的性能, 并对影响 G-M 制冷机性能参数( 包括最低温度和制冷量) 的因素作了分析, 为进一步提高性能奠定了基础。文中双级 G-M 制冷机能达到的最低温度是 10.6K, 20K 时的制冷量为 10W; 单级 G-M 制冷机能达到的最低温度是 35.9K, 80K 时的制冷量为 50W。 关键词: G-M 制冷机 最低温度 制冷量 测量 ______________________________________________________________________0 前言 G-M 制冷机自 1959 年由 Gifford 和 MacMahon 提出并研制成功后, 因其结构简单、 运转可靠等特点, 很快就获得了商业化进展。近年来随着高温超导技术在电工领域方面日益广泛的应用, 如高温超导限流器、 高温超导变压器和高温超导储能系统等方面[1], 对工作在 30K～40K, 并可提供 50W～100W 制冷量的低温制冷机提出了迫切需求。德国和美国等国家的一些知名低温公司都设计开发了满足要求的产品[2]。中国的一些讨论机构也已开始进行大冷量 G-M 制冷机的讨论工作。 本实验室已开发出单级和双级的 G-M 制冷机, 本文对样机进行了最低制冷温度和制冷量的性能测试和讨论, 为进一步提高单级、 双级 G-M 制冷机性能奠定基础。 1 实验方法及步骤 1.1 实验平台 本实验平台由压缩机系统、 制冷机系统、 温度测量系统、 制冷量测量系统和真空系统组成, 共有测量单级和双级 G-M 制冷机的平台两套。具体如图 1( 以单级 G-M 制冷机为例) 。 其中压缩机采纳的是改装的日本的 ANELVA CRC-870 MKⅡ 氦压缩机, 压缩机与制冷机之间采纳金属软管连接, 连接处采纳自密封接头; 制冷机组是自主开发的单、 双级 G-M 制冷机, 其中单级 G-M 制冷机实行气压驱动, 双级 G-M 制冷机采纳机械驱动; 实验中的温度测量系统由数据采集仪实现采集和显示, 并接入计算机, 经过 LabVIEW 软件进行数据的储存和整理; 制冷量的测量是经过加热电源和加热片实现的; 真下载后可任意编辑空泵对整个系统进行抽真空处理。 1 压缩机组; 2 高压进气管; 3 低压回气管; 4 单级 G-M 制冷机; 5 电加热装置; 6 温度测量装置; 7 真空分子泵...
