关于对某制冷设备轴向导热损失研究及定性分析

　　轴向导热损失主要集中在换热器中，并且主要受不锈钢导热性能的影响，它由下式计算Q2=keAedTdx，其中ke为轴向不锈钢丝网材料的有效导热系数。该换热器中丝网的填充率为0.73，对于液氮预冷器前置换热器，假设热端温度为300K，冷端温度165K，那么导热损失约为：Q2=1.23×（1-0.73）×3.1416×0.016×0.016×（300-165）/0.12≈3.0W5.4传动轴导热损失虽然为了减少传动轴的导热损失，传动轴由薄壁不锈钢管制成，保为保证传动轴的刚度，传动轴壁面的厚度也不能太小，又因不锈钢管的一端与脉冲管冷头相连，另一端则在室温环境中，因此其导热的损失也应予以考虑。这一损失的冷量如下式所示：Q3=KsAsdTdx（8）Ks为不锈钢导热热阻，As为传动轴截面积，环境温度设为300K，脉冲管冷头的温度设为80K，则这一损失计算如下：Q3=1.23×3.1416×（0.008×0.008-0.006×0.006）×（300-80）/0.2≈0.2W5.5低温旋转阀的高低压串气损失对于常规的脉冲管制冷机来说，高低压之间的串气只是通过降低系统的压比进而影响制冷量，但对于低温旋转阀的脉冲管制冷机来说，这种串气不但会影响系统所能获得的压比，同时相当于将一股气流直接从室温环境通过换热器高压通道到达脉冲管冷头，在没有经历膨胀制冷过程后又通过换热器低压通道回到压缩机，这样势必会大大增加换热器的热负荷，造成冷量损失，同时也增加了液氮的消耗量。因串气量难以测量，因此该损失的具体数值难以估算。

　　本文对液氮预冷低温旋转阀式制冷机进行了实验研究和理论分析。实验表明现有的设计存在一些问题，使得温度没有降下去。在实验的基础之上进行了定性和定量的分析。

　　定性分析指出这种脉冲管制冷机的换热器中存在一种比较特殊的间歇型流动模式，定量计算发现现有的间壁式换热器效率相当低，严重影响了制冷机的性能。在换热器效率足够的情况下，这种新型的脉冲管制冷机的性能是可以提高的。该流程的提出和研究为脉冲管制冷机应用于大型气体液化场作出了初步的探索。