摘要：液氢温区的低温制冷机在军事技术、红外探测、低温超导等应用领域具有广泛的应用前景。本文设计并且研制了一台两级气耦合斯特林型脉管制冷机,采用两级同轴结构,大大提高了系统的紧凑性。采用惯性管加气库作为调相机构,同时为了提高制冷性能,添加了双向进气调节。实验结果显示,系统的无负荷温度为13.4 K,在20 K可以提供1.1 W的制冷量,此时系统输入声功为390 W,输入电功575。同时对回热器填料以及系统运行参数频率和平均压力进行了实验研究。

摘要：对比分析了多种超导材料在液氢温区的基本特性与价格,Mg B2较适宜于氢电混输电缆;从骨架、导体层与主绝缘层等方面开展了110k V/4k A等级Mg B2超导电缆本体设计,并绕制了一根50cm长超导电缆短样;在传导冷却条件下,该电缆短样在30K^36K温区的临界电流为450A。

摘要：针对液体火箭冷氦增压系统试验研究的不足,设计并建设了液氢温区冷氦增压试验系统,采用深低温制冷机组配合高压低温换热贮罐来实现液氢温区高压冷氦气源;使用管壳式加热器真实模拟箭上换热器的换热性能与流阻;提出以排气方式模拟贮箱推进剂消耗过程中压力的变化情况。该试验系统安全可靠,更加真实地模拟了液体火箭冷氦增压系统的工作过程。

摘要：对液氢温区基于铅蓄冷的温控装置进行了设计与实验研究。使用冷头温度波动抑制的一维传热方程,讨论了不同材料的衰减比对冷头温度波动抑制效果的影响。搭建了一个液氢温区使用固体铅进行蓄冷以抑制制冷机温度波动的装置。温度抑制实验结果表明,在20 K时,铅蓄冷装置可将制冷机二级冷头温度波动由±300 mK降低到±0.45 mK。实验结果表明,在液氢温区,使用固体介质作蓄冷介质,能够有效地抑制制冷机二级冷头的温度波动。

摘要：液氢温区热耦合两级脉管制冷机中,低温级的相位调节是性能优化的关键之一,为此,采用主动相位调节方式对低温级脉管相位特性进行研究,分析对比调相活塞相对压缩机活塞运动相位差变化时,冷指内相位分布的变化以及对制冷性能的影响。研究结果表明:当活塞行程一定时,随着活塞相位差增加,在低温段回热器两端,压力波相对于质量流的相位差(PU相位差)均增大,制冷量与制冷效率呈现出先增大后减小的趋势;随着制冷温度从20 K提高至30 K,最大制冷量与最佳制冷效率时低温段回热器两端PU相位差的差值减小;实验验证了20 K和30 K时制冷性能随活塞相位差的变化规律,可为液氢温区两级脉管制冷机设计中的相位调节提供参考。

摘要：设计了一种高压低温换热贮罐,配合斯特林制冷机可用于获取和贮存20 K@35 MPa冷氦气,在无液氢的情况下具备液氢温区试验能力,以满足液体火箭冷氦增压系统实验的气源要求。对该贮罐进行了漏热分析,得到贮罐漏热量。采用Solidworks和Matlab对预冷过程和换热过程进行仿真计算与分析,得到预冷时间和换热时间分别为3小时和47小时。

摘要：随着我国新一代运载火箭研制进入关键阶段,各类组件、部件逐步使用真实介质进行试验。试验系统建设是否满足型号任务试验需要,满足人员防护,以及安全和环保等要求,是衡量试验系统建设是否合理的重要内容。针对新一代运载火箭所使用的某型号单向阀液氢温区性能试验任务要求,设计并搭建了试验系统,该系统能够满足试验在液氢温区下进行的需要,可达到考核单向阀低温性能的目的。目前,该系统已承担了4次型号试验任务,并取得了有效的试验数据,同时,测试结果表明,该系统运行正常,安全可靠。