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低温红外仪器及设备是迄今为止空间低温学的最大应用需求。
对于60K及以下温区,由温度不匹配所带来的影响模拟所得,存在径向导热时,蓄冷器和脉冲管壁面温度的分布制冷量/W与冷端的垂直距离/实现脉冲管与蓄冷器长度及布置最佳匹配后,蓄冷器外壁面的温度分布模拟值和试验结果4试验结果及讨论给出了典型的试验结果,典型制冷性能为:热端强制风冷,在91W输入电功和300K散热温度条件下,净制冷量为2W60K;若固定100W输入电功和300K散热温度,60K冷量为2.2W,在60K的比卡诺效率达到8.8%,试验性能已超过设计目标,验证了设计方法的合理性。
比功/W/W所设计同轴脉冲管制冷机典型试验性能同时给出了其在60100K宽泛温区之间的比功图。制冷机在80100K温区依然保持优秀的制冷性能,在输入电功102W和散热温度300K时,在80K可获得5W冷量,在80K的比卡诺效率达到14%,这为其在宽泛温区内的工作提供了便利。
需要指出,所设计制冷机目前对热端散热温度仍存在一定依赖性,尤其是当散热温度升高到50°C左右时,输入功率需要增大约15W方可在60K维持2W制冷量。为了经受住严酷的环境试验,需要进一步优化其环境适应性问题。
热端散热条件恶化的同时也对压缩机带来了影响,当散热温度从l°C升高至50°C时,压缩机电机转化效率降低了近3%.这从一个侧面反映出,冷指一侧工作参数的变化亦将对压缩机的工作状态产生一定的反作用。这方面的理论和试验工作有待进一步深入开展。制冷机的冷头振动输出、温度稳定性以及长期可靠性的试验工作正在进行中。