УДК 621.565:621.59
А. М. А р х а р о в, В. Ю. С е м е н о в,
С. Б. М а л а х о в
АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ОРГАНИЗАЦИИ
ЭНЕРГООБМЕНА В ВОЛНОВЫХ
КРИОГЕНЕРАТОРАХ
Проведено обобщение материалов о волновых криогенераторах с
энергообменными каналами. Выявлены основные возможные схе-
мы организации энергообмена в волновых криогенераторах. Опре-
делено преимущество в эффективности схем энергообмена с двумя
пульсаторами перед схемами с одним пульсатором. Сделан вывод о
том, что самым эффективным с точки зрения организации энер-
гообмена является роторный волновой криогенератор.
E-mail:
malahov.s@bk.ru
Ключевые слова
:
волновой криогенератор, ВКГ, энергообменник, роторный вол-
новой криогенератор, волновой детандер-компрессор, пульсационный охлади-
тель газа, полустатический обменник давления, резонансный охладитель газа.
На сегодняшний день известен целый ряд газорасширительных
машин, которые можно объединить по следующему признаку — на-
личию энергообменного канала (ЭК), в котором происходит обмен
энергией между активной и пассивной частями рабочего тела (сре-
дой) при их непосредственном контакте. К таким устройствам от-
носятся криогенераторы Гиффорда–Мак-Магона с газовым поршнем,
волновые криогенераторы (ВКГ), использующие эффекты Гартмана
и Шпренгера (резонансные охладители газа), пульсационные трубки
Гиффорда–Лонгсворда с отводом среды в теплой части, пульсацион-
ные охладители газа, полустатические обменники давления, энергооб-
менники, волновые детандеры и роторные волновые криогенераторы
(
РВКГ). Исследование резонансных и пульсационных охладителей в
МГТУ им. Н.Э. Баумана под руководством А.М. Архарова позволило
сделать вывод о волновой природе энергообмена в этих аппаратах [1].
Параллельные исследования во ВНИИГАЗе пульсационных охладите-
лей газа, энергообменников и созданных ими волновых детандеров
привели к тому же выводу [2]. Таким образом, данный тип газорасши-
рительных машин примененных в области низких температур можно
определить как ВКГ с энергообменным каналом.
Как известно, основой для создания ВКГ послужило исследование
Шпренгера [3], предложившего в звуковом генераторе Гартмана увели-
чить на порядок длину резонансной камеры. Эксперименты показали
принципиальную возможность существенного повышения температу-
ры в тупиковой части трубки (эффект Шпренгера). Исследования в
МГТУ им. Н.Э Баумана в направлении практического применения эф-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
77