针对铟丝密封件，采用法兰-密封件-螺栓密封结构对其进行密封性能的实验研究，测试系统的设计压力范围为O-10MPa，设计温度为-196℃。基于实验测试结果，探讨了该密封结构的螺栓预紧力、工作压力及温度等与泄漏率之间的关系。

针对油润滑压缩机驱动的制冷循环低温工况时润滑油油堵问题,设计了一种兼有气液分离和能量回收功能的分离器,建立了相应的低温气体液化系统实验台,并对分离器的效果、系统整体的热力性能等进行了实验研究。实验结果表明,该分离器在实现混合工质气液高效分离的同时还能回收一定冷量;系统整体降温快速平稳,并可稳定生产液化空气,系统效率为8.85%。

针对常规兵器气候环境模拟试验的特点，对应用空气制冷和蒸压缩制冷的经济性，从几个方面进行了对比分析。提出合理的对比方法，并通过理论分析、计算和实例说明了这两种制冷方式在气候环境模拟试验设备中应用的优缺点。

采用数值模拟的方法,基于压力波和活塞位移波的简谐变化规律,对自由活塞式斯特林制冷机压缩活塞与气缸的间隙密封内氦气建立数值模型,模拟了间隙内氦气在不同工况下的层流流动。结果显示在一个周期内,流过间隙密封的气体体积净流量为0,质量净流量不为0,净流量方向从压缩腔流向背压腔,会造成活塞在工作中向压缩腔偏移。分析结果显示压力波和间隙宽度对泄漏量的影响较大,随充气压力、压比以及间隙的增大,泄漏量增加;活塞运动对其影响较小,当活塞位移波与压力波的相位差小于90°时,相位差增大,泄漏量增加,活塞频率增大,泄漏量增加。

随着国际空间与地面制冷技术的不断发展,对液氦温区甚至超流氦温区的冷环境需求场合越来越广。针对目前国外在深低温超小型节流制冷器方面的研究已经开展并取得可观成果,介绍了有关J-T节流的原理、J-T节流制冷机的结构等有关知识,概述了当前国外10 K以下温区J-T节流制冷机的应用情况,对液氦温区J-T节流制冷机的发展前景进行了展望。

40 T稳态混合磁体装置的外超导磁体需要4.5 K、5×105Pa、18 g/s超临界氦迫流冷却,拟采用盘管换热器将从制冷机出来的氦冷却至超临界状态。首先对氦制冷机进行混合模式的热力学分析,确定过冷槽中盘管换热器的进口压力及温度,进而提出阶梯管径理论,根据工程要求设计并优化盘管换热器,得出盘管换热器的盘绕方式及尺寸;最后根据盘管换热器的尺寸以及氦的液化率和抽取时间确定过冷槽的尺寸。

论述了斯特林制冷机的振动来源和振动特性,利用梁模型计算了冷指的自然频率,理论上给出了动力吸振器的设计方法,得出在气动分置式斯特林制冷机中被动减振方法具有优势。根据分析设计了动力吸振器,通过实验验证了动力吸振器可以有效的抑制制冷机地振动输出。

引入传输损耗的概念,采用集总参数和分布参数两种方法,分析了热声热机中连续结构回热器的频率特性,两者的计算结果十分接近。同时,考虑集肤效应的影响,研究了不同出口条件下回热器的传输损耗特性,结果表明,出口条件的变化不会对回热器的固有频率产生影响,进一步证明了频率特性是回热器的固有属性。这种理论计算的方法为实验法测量回热器的频率特性提供了一定的依据。

行波热声发动机可与各种声学负载耦合,在对耦合位置的研究基础上,进一步开展负载末端耦合时行波热声发动机的性能研究。同时改变直管谐振管内径和长度,使频率恒为67.7 Hz,保证发动机环路声功转换特性一致。研究表明,当谐振管内径为120 mm时,系统性能最好;以氦气为工质,在平均压力3 MPa、加热功率2 000 W、热端温度923 K、内壁相对粗糙度为0.0 007时获得最大输出声功512 W。谐振管内径、内壁相对粗糙度和负载阻抗相位对发动机性能有显著影响;选择合适的谐振管,可以降低热端温度,减少管内损失,提高声功输出能力和整机效率;同时可以一定程度上减小内壁粗糙度对发动机性能的影响。

总结了两类加快低温环路热管（CLHP）主蒸发器降温速率的措施,并且介绍了一种新颖的驱动措施：取消次蒸发器,修改冷凝器的设计,将螺纹槽道添加到冷凝器的设计中,使新的冷凝器兼具有类似于次蒸发器的功能。基于这种设计思路,设计了使用氮作为工质的低温环路热管,并且在实验中验证了这种设计具有加速主蒸发器降温的作用。