百千赫兹交变流大功率密度高效回热制冷机理研究

功率密度指的是单位体积容纳的功率，对于回热式低温制冷法，大的功率密度意味着制冷系统的小型化甚至微型化。提高压力和运行频率是获取高功率密度的主要手段，在回热式低温制冷系统中，GM制冷机或GM型脉管制冷机(1-2Hz)的功率密度约为1W/cm3；斯特林制冷机或斯特林型脉管制冷机(30-60Hz)的功率密度约为35W/cm3；理论预测表明如果将运行频率提高到1000Hz，功率密度可达到1650 W/cm3，约是当前回热式低温制冷系统的47倍[5]。为了探究理论预测的合理性，本申请将着重研究：1) 百千赫兹高密度声功产生和传输机制；2) 回热单元为核心的百千赫兹交变流回热制冷的理论方法；3)惯性管等调相作用机理及其与运行参数的依存关系；4)最终将研制出百千赫兹80K温区的微型低温制冷系统。该项研究不仅具有重要的学术意义，而且在国家安全、信息技术、超导技术、低温电子器件等领域有着广阔的应用前景。