上海交通大学：《低温系统》课程教学资源（课件讲义）第5章 低温制冷系统

第5章低温制冷系统 要求掌握以下两种小型制冷剂的工作原理 ◆①斯特林制冷机 *②脉(冲)管制冷机

第5章 低温制冷系统 要求掌握以下两种小型制冷剂的工作原理: Š ① 斯特林制冷机 Š ② 脉(冲)管制冷机

5.1、概述 ◆工质:常是He或H,整个工作过程中工质 直处于气相。 ◆目的:不以生产低温液体为目的,以提供低 温环境为目的。 ◆蓄冷器:都有蓄冷器(再生器或回热器), 以它来把压缩和膨胀过程联系起来。 两类小型低温制冷机 利用气体的绝热膨胀 斯特林制冷机 维勒米尔制冷机 利用气体的绝热放气 脉(冲)管制冷机 吉福特麦克马洪制冷机 沙尔凡制冷机

5.1、概述 Š 工质：常是He或H2，整个工作过程中工质一 直处于气相。 Š 目的：不以生产低温液体为目的，以提供低 温环境为目的。 Š 蓄冷器：都有蓄冷器（再生器或回热器）， 以它来把压缩和膨胀过程联系起来。 Š 两类小型低温制冷机 – 利用气体的绝热膨胀 斯特林制冷机 维勒米尔制冷机 – 利用气体的绝热放气 脉（冲）管制冷机 吉福特-麦克马洪制冷机 沙尔凡制冷机

52、斯特林制冷机 1-正 动上2-正|个 ERnA 1组成 回热器R、冷却器A、冷量换热器C、 两个汽缸、两个活塞 冷端换热器处有运动部件

5.2、斯特林制冷机 Š1 组成 回热器R、冷却器A、冷量换热器C、 两个汽缸、两个活塞 冷端换热器处有运动部件

52、斯特林制冷机 ◆2循环过程 T1正 正 过程 热交换温度T压力P比容 12等温压缩给环境放热不变升 降 23等容放热给回热器放热降 降不变 3-4等温膨胀 从被冷空间吸不变降 升 热 41等容吸热从回热器吸热升 升不变

5.2、斯特林制冷机 Š 2 循环过程 过程 热交换 温度T 压力P 比容 1-2 等温压缩 给环境放热 不变 升 降 2-3 等容放热 给回热器放热 降 降 不变 3-4 等温膨胀 从被冷空间吸 热 不变 降 升 4-1 等容吸热 从回热器吸热 升 升 不变

5.3、脉冲管制冷机 23 进气 题群匚 冷却水 排气 6 1切换阀;2回热器;3冷端换热器4脉管;5水冷却器;6导流器 ◆1组成:压缩机、切换阀、回热器、冷端换热器、 导流器、脉管和冷却器组成。 2工作过程 高压气体进入脉管,向封闭端移动,使气体受到挤压,压 力升高,温度上升; 向冷却水放热,气体T和P稍有降低; 系统内气体与气源低压侧连通,气体向气源推移扩张,气 体膨胀降压而获得低温; 切换阀再次转换使系统与气源高压侧连通,上述过程重复 循环进行。 冷端换热器处没有运动部件有助于提高设备的可靠性

5.3、脉冲管制冷机 1 切换阀；2 回热器；3 冷端换热器 4 脉管；5 水冷却器；6 导流器 Š 1 组成：压缩机、切换阀、回热器、冷端换热器、 导流器、脉管和冷却器组成。 Š 2 工作过程 – 高压气体进入脉管，向封闭端移动，使气体受到挤压，压 力升高，温度上升； – 向冷却水放热，气体T和P稍有降低； – 系统内气体与气源低压侧连通，气体向气源推移扩张，气 体膨胀降压而获得低温； – 切换阀再次转换使系统与气源高压侧连通，上述过程重复 循环进行。 冷端换热器处没有运动部件,有助于提高设备的可靠性