脉管制冷技术是一种利用脉动气流进行制冷的技术

脉管制冷技术是一种利用脉动气流进行制冷的技术。以下是其相关介绍：
 

工作原理

压力波产生：通过压缩机等设备在密封气路中产生高频压力波，使气体在脉管内形成周期性的脉动气流。

气体膨胀与压缩：当高压气体进入脉管时，呈现层流状。充气时，由于压缩在脉管中形成温度梯度，封闭端温度最高，压缩热被冷却水带走。当脉管中的高压气体被抽空时，在管的出口端形成低温制冷区，实现制冷效果。

主要部件

压缩机：用于产生高压气体，为系统提供动力，使气体在系统中循环流动。

回热器：通常由多孔介质组成，如不锈钢丝网、铜丝网或铅球等，作用是在气体温度变化过程中储存和释放热量，提高制冷效率。

冷端换热器：为低温环境提供冷量，使被冷却物体或空间的热量传递给制冷剂。

脉管：一根空管，是实现制冷的关键部件，脉动气流在其中产生温度变化。

热端换热器：在室温下向环境散热，将制冷剂在压缩过程中产生的热量散发到外界。

小孔阀或调相管：用于调节气体的相位，控制气体在脉管中的流动和温度分布。

气库：拥有较大的封闭体积，使系统压力保持相对恒定。

技术类型

按驱动方式划分

GM 型：利用有阀 GM 压缩机提供低频压力波工作，是获得 4.2K 以下低温及在该温区提供大制冷量的主要方法。

斯特林型：通过无阀压缩机提供高频压力波，随着相关技术发展，压缩机的电功转换效率通常能达到 80% 以上。

热声驱动型：主要利用热声振荡产生压力波驱动脉管工作，去除了脉管中最后一个运动部件，使装置运行更可靠、寿命更长。

按布置方式划分

直线型：气流从回热器流到脉管过程中流动方向保持不变，理论上是较理想的布置方式，但会使制冷机轴向尺寸增加，管路布置和真空容器结构复杂。

同轴型：将中空的脉管同轴布置在回热器中心，结构紧凑，适用于对空间尺寸有特殊要求的场合，但气流流动存在局部弯曲阻力和回流损失，且回热器和脉管通过共同管壁的热交换损失也会影响性能。

U 型：介于直线型和同轴型之间，轴向尺寸约为直线型的一半，具有较好的紧凑性，流体从回热器通过 U 型过渡管流到脉管，能平稳过渡，回流损失较同轴型小。

应用领域

冷冻医疗：可用于低温手术、组织冷冻保存等。

半导体加工：为半导体制造过程中的某些工艺提供低温环境，提高产品质量和性能。

航空航天：用于红外探测仪的冷却、太空探测设备的冷却等。

量子技术：为超导量子干涉仪等量子设备提供低温环境，保证其正常工作和性能。

液化天然气：热声驱动的脉管制冷机可以直接利用热能，用燃烧的天然气作热源液化天然气。