Die Entwicklung eines hochleistungsfähigen luftspaltbasierten Wärmeschalters ist entscheidend für die Verbesserung der Kühlleistung von mK-Adsorptionskältemaschinen. In diesem Artikel werden durch theoretische Berechnungen die Auswirkungen der Strukturgröße sowie der Temperaturen der kalten und heißen Enden auf die Wärmeübertragungsleistung des luftspaltbasierten Wärmeschalters analysiert und entsprechende experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wärmeübertragungsleistung im Leitungszustand des luftspaltbasierten Wärmeschalters hauptsächlich von der Wärmeleitfähigkeit des Gases im Spalt abhängt. Eine Verringerung der Spaltgröße kann den Temperaturgradienten der gasförmigen Wärmeleitung erhöhen. Wenn die Spaltgröße auf 0,1 mm reduziert wird, sinkt der Einschaltwärmewiderstand des Wärmeschalters, der im Bereich von 4~10 K arbeitet, auf 15 K/W, und das theoretische Schaltverhältnis erreicht 1100; die Wärmedämmleistung des Wärmeschalters wird hauptsächlich durch die Wärmeleitfähigkeit und Wandstärke des Stützrohrs beeinflusst, wobei der Einfluss der Wandstärke am signifikantesten ist; durch Erhöhung der Betriebstemperatur verbessert sich die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeschalters, während die Isolationsleistung abnimmt. Basierend auf den Berechnungsergebnissen wurde schließlich ein luftspaltbasierter Wärmeschalter mit einem Schaltverhältnis von 822 entwickelt.

mK-Kühltechnologie;Helium-Adsorptionskältemaschine;luftspaltbasierter Wärmeschalter;Wärmeübertragungsleistung