微型致冷器
[拼音]:weixing zhilengqi
[外文]:microrefrigerator
產(chǎn)生小冷量的制冷裝置。G.瓦爾克提出的標準是20K時冷量小于1/4瓦;80K時,冷量小于1瓦。60年代初,為在軍事應用中冷卻紅外探測器,微型致冷器首先在美國研制成功。已研制出多種各具特色的微型致冷系統(tǒng),應用在地面、飛機和衛(wèi)星的設備上,冷卻多種電子器件。
J-T(焦耳-湯姆遜)致冷器
利用純凈的高壓氣體在其轉(zhuǎn)化溫度以下通過小孔(節(jié)流閥)等焓膨脹時所產(chǎn)生的致冷效應。在實用的J-T致冷器中,高壓氣體在通過節(jié)流閥之前,在與該閥聯(lián)成一體的肋片管換熱器內(nèi)從膨脹后的低壓回氣中吸收冷量而得到預冷。后來,把節(jié)流閥由固定式改為自動調(diào)節(jié)式,致冷器性能顯著提高。這種致冷器體積小、冷卻快,適于短時間使用。
機械式致冷機
使工作物質(zhì)經(jīng)歷一定的熱力學循環(huán)而產(chǎn)生致冷效應。微型斯特林致冷機依靠壓縮活塞和膨脹活塞的適當運動,使工作物質(zhì)反復經(jīng)歷如下過程:
(1)在壓縮腔內(nèi)進行壓縮;
(2)排放壓縮熱;
(3)在膨脹活塞內(nèi)的回熱器中吸收已儲蓄的冷量;
(4)在膨脹腔內(nèi)膨脹致冷;
(5)返回壓縮腔過程中把冷量傳給回熱器。這種致冷機效率較高,結(jié)構緊湊。微型VM致冷機是60年代中期問世的。它與微型斯特林致冷機相似,但對工作物質(zhì)的壓縮是依靠熱腔內(nèi)的活塞和膨脹活塞的適當運動,使工作物質(zhì)向高溫區(qū)集中來實現(xiàn)的。VM致冷機的效率低些,但壽命較長,機械振動較小。這兩種致冷機又都有一體式和分置式(壓縮和膨脹兩部分由一長管連通)兩種類型。后者是70年代才研制成功的,具有冷頭振動小和使用方便等優(yōu)點。與此相似的還有沙爾瓦致冷系統(tǒng),它有分立的壓縮機和膨脹機,中間用高壓和低壓管路相連,用閥門控制膨脹機的致冷過程。它具有壽命較長的優(yōu)點,但壓縮機較重,適于在地面上使用。
輻射致冷器
輻射致冷器是60年代末開始研制的,是一種適于在衛(wèi)星上使用的小冷量被動式致冷裝置。它依靠向深低溫(約3K)的宇宙空間輻射熱量來致冷。其關鍵是盡量提高輻射體的輻射率和減少太陽、地球和衛(wèi)星體等外部熱源的影響。輻射致冷器具有耗功少、壽命長和無振動等優(yōu)點。
固體致冷器與低溫液體杜瓦瓶
分別以儲存的低溫固體和液體為冷源。前者適于在衛(wèi)星上使用。用控制蒸汽壓力的方法調(diào)節(jié)使用溫度。延長使用壽命的關鍵技術問題是減少漏熱量。
溫差電致冷器
也稱半導體致冷器。它依據(jù)珀耳帖效應制成。用兩種不同的金屬絲(實際上使用半導體材料),兩端相聯(lián)形成電偶。當直流電通過電偶時,一個結(jié)點變熱,另一個結(jié)點變冷;抽熱速率取決于電流大小和材料性質(zhì)。溫差電致冷器具有簡單、可靠、無振動、重量輕等優(yōu)點,適于在熱負荷低、不需太低溫度、長期工作和供電容易的場合使用。
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標簽:微型致冷器
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