星載斯特林制冷機(jī)污染控制工藝研究
污染是影響星載斯特林制冷機(jī)壽命的關(guān)鍵因素。為提高制冷機(jī)可靠性,必須對(duì)污染進(jìn)行控制。主要介紹了污染對(duì)制冷機(jī)性能的影響以及污染控制的工藝處理方法。
1、引言
星載斯特林制冷機(jī)因具有制冷溫度范圍寬、制冷量大、效率高、啟動(dòng)快等諸多優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于空間探測(cè),其工作壽命業(yè)已達(dá)到空間使用要求。根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)與分析,影響制冷機(jī)工作壽命的的主要因素有:工質(zhì)泄漏、板彈簧的彈性疲勞、活塞與氣缸之間的磨損以及工質(zhì)污染等。隨著制冷機(jī)相應(yīng)的激光、電子束焊接工藝的進(jìn)一步成熟,工質(zhì)的泄漏問(wèn)題已得到解決,整機(jī)漏率已能滿足使用要求;板彈簧的彈性疲勞問(wèn)題通過(guò)線形優(yōu)化設(shè)計(jì)以及從加速疲勞試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明也已基本解決;在采用有機(jī)材料與金屬的合理摩擦配副后,活塞與氣缸耐磨潤(rùn)滑性也獲得顯著提高。目前,污染控制問(wèn)題是保證制冷機(jī)長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵因素。作者主要介紹防止制冷機(jī)工質(zhì)污染的相關(guān)工藝研究[1]。
2、制冷機(jī)污染的主要來(lái)源
斯特林制冷機(jī)是以氦氣為工質(zhì)進(jìn)行工作的,從制冷機(jī)的工質(zhì)充裝、夾封以及后來(lái)的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,有很多污染源會(huì)引入。
2.1、氣源污染
工業(yè)用氦氣一般純度為99.9%左右,其中仍存有大量雜質(zhì)氣體,如氫氣、水、氮?dú)、氧氣、二氧化碳等,如果直接?dāng)作斯特林制冷機(jī)的工質(zhì),雜質(zhì)氣體會(huì)直接影響制冷機(jī)性能。
5、結(jié)論
污染控制是影響星載斯特林制冷機(jī)壽命的關(guān)鍵因素,從工程應(yīng)用上講,污染控制已進(jìn)入實(shí)際工藝性階段,需從工藝可行性、可靠性上著手,將氣體純化、充氣置換、烘烤除氣等工藝具體應(yīng)用到產(chǎn)品研制生產(chǎn)過(guò)程中,以保證星載斯特林制冷機(jī)的長(zhǎng)壽命與高可靠。
參考文獻(xiàn):
[1] 楊寶玉,府華,吳亦農(nóng),等.機(jī)械制冷機(jī)污染控制[J].低溫工程,2005,6:37~41.
[2] 楊寶玉,吳亦農(nóng),府華.污染對(duì)斯特林制冷機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào),2007,28(2):199~201.
[3] 葛瑞宏,劉志東,黃宏,等.斯特林制冷機(jī)充氣純化試驗(yàn)裝置的研制J].低溫與特氣,2003,21(1):33~35.
[4] 楊曉天,蒙峻,張軍輝,等.不銹鋼材料在真空爐高溫除氣后的出氣性能比較[J].真空,2004,41(3):24~26.
[5] 張心鳳,蔣道滿,謝春意.不銹鋼、無(wú)氧銅和鋁合金的升溫脫附譜研究[J].真空,2005,42(3):35~39.
[6] 張軍輝,楊曉天,蒙峻,等.真空爐高溫除氣工藝對(duì)降低不銹鋼出氣率的作用[J].真空與低溫,2003,9(02):105~108.
[7] 楊春光,肖尤明,陳楠,等.真空下非金屬材料放氣模型與研究綜述[J].真空,2006,43(3):48~50.
[8] 達(dá)道安.真空設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2004.