Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Оптимизация технических характеристик термоакустического пульсационного охладителя

# 08, август 2014
DOI: 10.7463/0814.0724073
Файл статьи: SE-BMSTU...o193.pdf (1002.88Кб)
авторы: Благин Е. В., Лукашева М. В., Некрасова С. О., Угланов Д. А.

УДК 621.5

Россия, Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева

«Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс»


В статье проводится исследование и оптимизация термоакустического охладителя на основе пульсационной трубы для получения криогенного уровня температур. Данный охладитель рассматривается как термоакустический преобразователь на основе модифицированного цикла Стирлинга, заправленный гелием. В качестве компрессора выступает генератор звукового давления. Модель установки состоит из входного теплообменника, регенератора, пульсационной трубы, горячего и холодного теплообменника на ее концах, инерционной трубы с дросселем и ресивера. Была составлена модель расчета охладителя на пульсационной трубе в программном комплексе DeltaEC, на основе которой была разработана методика расчета термоакустического охладителя на основе пульсационной трубы. В соотвествии с алгоритмом решаются уравнения энергии импульса, энергии и неразрывности решаются для хладагента гелия с учетом пористости регенератора и теплообменников. Произведена оптимизация основных конструктивных параметров модели установки, в результате достигнуто понижение температуры холодного теплообменника на 41,7 К. В результате проведенных расчетов по оптимизации геометрической модели охладителя на основе пульсационной трубы было достигнуто значение температуры холодного теплообменника, равное 115,01 К. Оптимизация проводилась по следующим параметрам: диаметрам передающей трубы, входного теплообменника, регенератора, горячего и холодного теплообменников и пульсационной трубы, по длинам регенератора, пульсационной и инерционной труб, а также по давлению на входе в установку. Кроме того, был произведен поиск глобального минимума температур в окрестностях локальных минимумов, соответствующих оптимальным значениям вышеуказанных параметров. Расхождение между глобальным и локальным минимумами составило 0,1%. Представлены новые конструктивные параметры модели термоакустческого пульсационного охладителя.

Список литературы
  1. Gifford W.E., Longsworth R.C. Pulse-Tube Refrigeration // Journal of Engineering for Industry - Trans. of the ASME. 1964. Vol. 86, iss. 3. P. 264-268. DOI: 10.1115/1.3670530
  2. Longsworth R.C. An experimental investigation of pulse tube refrigeration heat pumping rates // In: Advances in Cryogenic Engineering. Springer US, 1967. P. 608-618. (Ser. Advances in Cryogenic Engineering; vol. 12). DOI: 10.1007/978-1-4757-0489-1_63
  3. Mikulin E.I., Tarasov A.A., Shkrebyonock M.P. Low-temperature expansion pulse tubes // In: Advances in Cryogenic Engineering. Springer US, 1984. P. 629-637. (Ser. Advances in Cryogenic Engineering; vol. 29). DOI: 10.1007/978-1-4613-9865-3_72
  4. Архаров А.М., Архаров И.А., Антонов А.Н. и др. Машины низкотемпературной техники. Криогенные машины и инструменты / Под общ. ред. А.М. Архарова и И.К. Буткевича. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 582 с.
  5. Wheatley J., Hofler T., Swift G.W., Migliori A. Understanding some simple phenomena in thermoacoustics with applications to acoustical heat engines // Am. J. Phys. 1985. Vol. 53, no. 2. P. 147-162.
  6. Swift G.W. Thermoacoustic engines // J. Acoust. Soc. Am. 1988. Vol. 84. P. 1145-1180. DOI:10.1121/1.396617
  7. Ward W.C., Swift G.W. Design environment for low amplitude thermoacoustic engines (DeltaE) // J. Acoust. Soc. Am. 1994. Vol. 95, iss. 6. P. 3671-3672. DOI:10.1121/1.409938
  8. Farouk B., Dion A. Experimental and numerical investigations of cryogenic pulse tube refrigerators // Proc. of the VIII Minsk International Seminar “Heat Pipes, Heat Pumps, Refrigerators, Power Sources”. Minsk, Belarus, 12-15 September, 2011. P. 40-51.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2020 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)