[发明专利]一种回热器阻力系数测试装置及方法

权利要求书

1.一种回热器阻力系数测试装置，包括线性压缩机(1)、位移传感器(2)、制冷量测量系统(3)、第一压力传感器(4)、回热器热端换热器(5)、待评价回热器(6)、第二压力传感器(7)、回热器冷端换热器(8)、脉管(9)、真空杜瓦(10)、脉管热端换热器(11)、惯性管(12)、气库(13)、温度传感器(14)；其特征在于：

所述线性压缩机(1)出口连接第一动态压力传感器(4)；第一动态压力传感器(4)与回热器热端换热器(5)进气口连接；回热器热端换热器(5)出气口连接待评价回热器(6)；待评价回热器(6)出气口与回热器冷端换热器(8)连接；回热器冷端换热器(8)出气口连接脉管(9)；脉管(9)出气口与脉管热端换热器(11)连接；脉管热端换热器(11)出气口连接惯性管(12)；惯性管(12)与气库(13)进气口连接；待评价回热器(6)外围安装真空杜瓦(10)，保持测试时高真空度；回热器冷端换热器(8)安装制冷量测量系统(3)测量制冷温度与制冷量；线性压缩机(1)压缩活塞上安装位移传感器(2)，线性压缩机(1)出口处安装温度传感器(14)；回热器冷端换热器(8)上安装第二动态压力传感器(7)；第一动态压力传感器(4)和第二动态压力传感器(7)均为压电传感器类型。

2.一种基于权利要求1所述的回热器阻力系数测试装置的测试方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1)通过第一动态压力传感器(4)测量得待评价回热器(6)入口压力波P₁；通过第二动态压力传感器(7)测量得待评价回热器(6)出口压力波P₂；

步骤2)通过位移传感器(2)测量得线性压缩机(1)活塞的单边位移行程x，通过温度传感器(14)测量得线性压缩机(1)压缩腔的气体温度T_co；

步骤3)根据热声学理论间接计算得到线性压缩机(1)活塞表面质量流幅值为：其中A为活塞截面积，f为运行频率，x为活塞的单边位移行程，P₀为待评价回热器(6)内部的平均压力，R为气体常数；

步骤4)用堵头堵住线性压缩机(1)上连管出口，保证连管出口的压力波幅值等于待评价回热器(6)入口处压力波幅值P₁，线性压缩机(1)活塞与待评价回热器(6)入口之间气体体积所引起的质量流为：其中A为活塞截面积，f为运行频率，x₂为活塞的单边位移行程，P₀为待评价回热器(6)内部的平均压力，R为气体常数；

步骤5)构建线性压缩机(1)活塞表面质量流和待评价回热器(6)入口质量流矢量三角形，可求出待评价回热器(6)入口质量流幅值θ₂为线性压缩机(1)活塞位移波与线性压缩机(1)连管出口压力波之间的相位角，θ₁为线性压缩机(1)活塞位移波与待评价回热器(6)入口压力波P₁之间的相位角；

步骤6)根据三角形定律，联立方程组，可求得待评价回热器(6)出口质量流

式中为待评价回热器(6)理论入口质量流，为待评价回热器(6)理论入口质量流与出口质量流之间的相位角，为待评价回热器(6)理论空体积引起的质量流，为待评价回热器(6)入口质量流与待评价回热器(6)空体积引起的质量流之间的相位角，为待评价回热器(6)实际空体积质量流与理论空体积质量流之间的相位角，为待评价回热器(6)实际入口质量流，为待评价回热器(6)实际空体积引起的质量流，为待评价回热器(6)实际空体积质量流与待评价回热器(6)出口压力波之间的相位角，为待评价回热器(6)入口质量流与待评价回热器(6)入口压力波之间的相位角，为待评价回热器(6)出口压力波和待评价回热器(6)入口压力波之间的相位角，为待评价回热器(6)理论空体积质量流与待评价回热器(6)出口压力波之间的相位角，为待评价回热器(6)出口压力波和待评价回热器(6)出口质量流之间的相位角；

步骤7)回热器速度值u_avg：ρ为待评价回热器(6)对数平均温度下的密度，A_reg为待评价回热器(6)的横截面积；

步骤8)最后拟合得到压降关于速度的一元二次关系式，其中α和C分别为待评价回热器(6)的粘性阻力系数和惯性阻力系数，其中ΔP为待评价回热器(6)的压降，u_i为沿待评价回热器(6)方向上的速度，L为待评价回热器(6)长度，μ和ρ分别为待评价回热器(6)中气体的动力粘度和密度。