由于回路热管是近20年内发展起来的新技术,因而除理论研究外在实验研究方面仍需要进一步深入研究.此外,为改善制冷机与被冷却器件的集成关系,需要发展能够工作在深低温区的低温回路热管.为此,搭建了低温回路热管的实验台,并设计了一种结构简单的低温回路热管,为下一步研究低温回路热管的启动特性和传热特性做准备.

设计了一台100 W/77 K的分置式大冷量斯特林制冷机,其中气动弹簧组内置于空心排出器中,缩小了膨胀机的轴向尺寸。热端膨胀腔与压缩腔之间通过辐射状分布的分离式“明渠”结构通气槽连通,降低了加工难度。压缩机为对置式双气浮活塞结构,最大输入功率2 kW。介绍了该制冷机的热力设计和动力设计,给出了参数设计结果,最后分析了压缩机各类损失对制冷效率的影响。模拟结果表明,在1064 W的PV功下,制冷机77 K可以获得104 W制冷量,当压缩机效率大于85%,热端温度20℃时,电功消耗小于1252 W,比卡诺效率大于23%。