Рис. 1. Конструктивные схемы ВКГ:
а
—
с одним пульсатором;
б
—
с двумя пульсаторами и петлевой схемой расположе-
ния источников и стоков
фектов Гартмана и Шпренгера привели к созданию новых методов
генерации холода [4].
Основой энергообмена в канале ВКГ является наличие в нем
пульсаций давления. Условно выделив в ВКГ пульсатор-газораспре-
делитель (пульсатор) и энергообменный канал (ЭК), можно опреде-
лить две основных конструктивных схемы: с одним пульсатором-
газораспределителем (рис. 1,
a
)
и двумя (рис. 1,
б
).
Пульсатор является
ключевым элементом ВКГ и обеспечивает пульсацию давления в ЭК
(
генерируя волны сжатия и разрежения) путем подачи и сброса сред
высокого и низкого давления. Смешение сред, время подачи и сброса
рабочего тела, задаваемые пульсатором, определяют эффективность
всего устройства в целом.
Основной задачей ЭК является интенсификация энергообменного
процесса. Рабочая (внутренняя) поверхность ЭК может представлять
собой как простой цилиндр или параллелепипед, а может и поверх-
ность со сложным переменным сечением (эллипсоидная, параболоид-
ная поверхность и т.д.).
Энергообмен с одним пульсатором характерен для резонансных
ВКГ и так называемых пульсационных генераторов холода; c двумя —
для импульсных трубок с отводом среды в теплой части ЭК, волновых
детандеров и РВКГ.
Работу всех ВКГ можно условно разделить на две фазы. Первая
фаза начинается с подачи активной среды высокого давления (АВ)
в ЭК, заполненный пассивной средой низкого давления (ПН). В на-
чальный момент формируется контактная поверхность (КП1), разде-
ляющая пассивную среду, находящуюся в канале с активной средой,
подаваемой в канал. Активная среда сжимает (нагревает) пассивную,
что позволяет осуществлять отвод тепловой энергии
Q
0
.
Для машин
с одним пульсатором первая фаза заканчивается завершением подачи
78
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012