郝 杰，王 琪，冶文莲，王丽娜，杨山举*

（1.西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西 杨凌 712100；2.中国计量大学机电工程学院，杭州 310018）

0 引言

采用逆布雷顿循环的低温制冷机具有体积小、质量轻、效率高、降温速度快和制冷范围广等优点，近年来被广泛应用于超导[1]、气体分离与液化[2-3]、热泵[4]和食品加工[5]等领域。逆布雷顿低温制冷机的工质通常为空气、氢气、氮气和氦气等；气体在逆布雷顿制冷循环中不发生集态改变；空气容易获得、价格低廉、无毒无害；整个系统可在开放式空间运行。因此，本文对逆布雷顿低温空气制冷机展开研究，该制冷机具有较广阔的应用空间，同时也可为以氢、氦为制冷工质的逆布雷顿制冷机研究提供借鉴。

Spence等[6]在道路运输中应用了空气制冷机，设计建造了一个空气循环装置并对该装置进行了测试，实现了在同一物理单元内用空气循环系统提供与蒸气循环系统等效制冷量的目标；Zhao等[7]采用空气制冷循环系统对飞机环境控制系统（ECS）的非设计性能和动态响应进行了实验研究，并对系统内压缩机、透平膨胀机和换热器等关键部件的性能进行了分析；Yang等[8]提出了一种配备气体轴承透平膨胀机和板翅式蓄热器的低温逆布雷顿空气制冷机，并建立了低温部件的瞬态冷却模型，该模型可用于评估制冷机不同运行模式下的制冷性能和提高能源利用效率。Biglia等[5]基于逆布雷顿循环，采用氮气为制冷工质，提出了一种在极低温度下运行的新型食品冷冻系统，该系统可对食品进行快速冷冻。……