全文摘要
本专利公开了一种回热器阻力系数测试装置。其包括待评价回热器，配套的制冷机其他部件，以及动态压力传感器、位移传感器、温度传感器。通过改变压缩机的输入功，改变流入回热器氦气的速度，同时调节加热片加热量保持制冷温度不变，测出不同输入功下回热器的速度与压降，拟合出压降关于速度的一元二次关系式，从而得到回热器粘性阻力系数和惯性阻力系数。本专利优点在于：通过测得回热器两端压力波，间接计算得到回热器进出口速度值，规避了使用热线风速仪测速时对实际速度场造成的影响，从而得到回热器阻力系数，有利于从机理上完善制冷机的设计过程。
主设计要求
1.一种回热器阻力系数测试装置，包括线性压缩机(1)、位移传感器(2)、制冷量测量系统(3)、第一动态压力传感器(4)、回热器热端换热器(5)、待评价回热器(6)、第二动态压力传感器(7)、回热器冷端换热器(8)、脉管(9)、真空杜瓦(10)、脉管热端换热器(11)、惯性管(12)、气库(13)、温度传感器(14)；其特征在于：所述线性压缩机(1)出口连接第一动态压力传感器(4)；第一动态压力传感器(4)与回热器热端换热器(5)进气口连接；回热器热端换热器(5)出气口连接待评价回热器(6)；待评价回热器(6)出气口与回热器冷端换热器(8)连接；回热器冷端换热器(8)出气口连接脉管(9)；脉管(9)出气口与脉管热端换热器(11)连接；脉管热端换热器(11)出气口连接惯性管(12)；惯性管(12)与气库(13)进气口连接；待评价回热器(6)外围安装真空杜瓦(10)，保持测试时高真空度；回热器冷端换热器(8)安装制冷量测量系统(3)测量制冷温度与制冷量；线性压缩机(1)压缩活塞上安装位移传感器(2)，线性压缩机(1)出口处安装温度传感器(14)；回热器冷端换热器(8)上安装第二动态压力传感器(7)；第一动态压力传感器(4)和第二动态压力传感器(7)均为压电传感器类型。
设计方案
1.一种回热器阻力系数测试装置，包括线性压缩机(1)、位移传感器(2)、制冷量测量系统(3)、第一动态压力传感器(4)、回热器热端换热器(5)、待评价回热器(6)、第二动态压力传感器(7)、回热器冷端换热器(8)、脉管(9)、真空杜瓦(10)、脉管热端换热器(11)、惯性管(12)、气库(13)、温度传感器(14)；其特征在于：
所述线性压缩机(1)出口连接第一动态压力传感器(4)；第一动态压力传感器(4)与回热器热端换热器(5)进气口连接；回热器热端换热器(5)出气口连接待评价回热器(6)；待评价回热器(6)出气口与回热器冷端换热器(8)连接；回热器冷端换热器(8)出气口连接脉管(9)；脉管(9)出气口与脉管热端换热器(11)连接；脉管热端换热器(11)出气口连接惯性管(12)；惯性管(12)与气库(13)进气口连接；待评价回热器(6)外围安装真空杜瓦(10)，保持测试时高真空度；回热器冷端换热器(8)安装制冷量测量系统(3)测量制冷温度与制冷量；线性压缩机(1)压缩活塞上安装位移传感器(2)，线性压缩机(1)出口处安装温度传感器(14)；回热器冷端换热器(8)上安装第二动态压力传感器(7)；第一动态压力传感器(4)和第二动态压力传感器(7)均为压电传感器类型。
设计说明书
技术领域：
本专利隶属于回热式低温制冷机领域，具体涉及一种适用于测试脉管制冷机回热器阻力系数的装置。
背景技术：
脉管制冷机是一种新型回热式低温制冷机，与传统斯特林制冷机相比，它消除了冷端的机械运动部件，采用热端的调相机构来获得理想的相位关系，具有结构简单、振动小、可靠性高等优点。脉管制冷机由线性压缩机、脉管冷指、调相机构三部分组成，而回热器作为脉管冷指的关键部件之一，其损失在脉管制冷机总损失中占有较大比例，其性能好坏决定了脉管制冷机的制冷性能。由于回热器由几百甚至上千片高目数丝网层叠而成，实际上每台脉管制冷机其回热器内部流动阻力特性都是不一致的，但常用的计算软件却算不准回热器内部阻力，从而会影响到脉管制冷机设计过程，因此需要对回热器阻力特性进行机理性研究。但针对回热器内部损失机理的基础研究，一直以来未能得到很好地解决，针对脉管制冷机工作状态下交变流动回热器的阻力特性研究较少，尤其对于粘性阻力系数和惯性阻力系数的研究。目前并未有一种有效的方法能够适用于测试回热器实际阻力系数。
发明内容：
本专利的目的是提供一种结构简单、能够避免使用热线风速仪的测试脉管制冷机回热器阻力系数的装置，解决现有脉管制冷机无法对回热器阻力系数大小进行独立、有效的评价的问题，同时规避了使用热线风速仪测速时对实际速度场造成的影响。
本专利的测试回热器阻力系数的装置，包括线性压缩机1、位移传感器2、制冷量测量系统3、第一压力传感器4、回热器热端换热器5、待评价回热器6、第二压力传感器7、回热器冷端换热器8、脉管9、真空杜瓦10、脉管热端换热器11、惯性管12、气库13、温度传感器14；其特征在于：
所述线性压缩机1出口连接第一动态压力传感器4；第一动态压力传感器4与回热器热端换热器5进气口连接；回热器热端换热器5出气口连接待评价回热器6；待评价回热器6出气口与回热器冷端换热器8连接；回热器冷端换热器8出气口连接脉管9；脉管9出气口与脉管热端换热器11连接；脉管热端换热器11出气口连接惯性管12；惯性管12与气库13进气口连接；待评价回热器6外围安装真空杜瓦10，保持测试时高真空度；回热器冷端换热器8安装制冷量测量系统3测量制冷温度与制冷量；线性压缩机1压缩活塞上安装位移传感器2，线性压缩机1出口处安装温度传感器14；回热器冷端换热器8上安装第二动态压力传感器7；第一动态压力传感器4和第二动态压力传感器7均为压电传感器类型。
本专利的测试回热器阻力系数的方法，包括以下步骤：
步骤1)通过第一动态压力传感器(4)测量得待评价回热器(6)入口压力波P1<\/sub>；通过第二动态压力传感器(7)测量得待评价回热器(6)出口压力波P2<\/sub>；
步骤2)通过位移传感器(2)测量得线性压缩机(1)活塞的单边位移行程x，通过温度传感器(14)测量得线性压缩机(1)压缩腔的气体温度Tco<\/sub>；
步骤3)根据热声学理论间接计算得到线性压缩机(1)活塞表面质量流幅值设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920036757.4
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209446267U
授权时间:20190927
主分类号:G01M 13/00
专利分类号:G01M13/00;G01L7/00
范畴分类:31E;
申请人:中国科学院上海技术物理研究所
第一申请人:中国科学院上海技术物理研究所
申请人地址:200083 上海市虹口区玉田路500号
发明人:刘少帅;吴亦农;蒋珍华;汤逸豪;丁磊;朱海峰
第一发明人:刘少帅
当前权利人:中国科学院上海技术物理研究所
代理人:郭英
代理机构:31311
代理机构编号:上海沪慧律师事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计