Los campos avanzados actuales, como la superconductividad a baja temperatura y la exploración espacial, requieren urgentemente tecnologías de refrigeración miniaturizadas, altamente confiables y de larga vida útil en el rango de temperatura del helio líquido. Los refrigeradores Stirling de tubo pulsante multinivel son una solución muy prometedora para satisfacer estas necesidades. Este artículo diseña y fabrica un sistema de refrigeración híbrido de tres etapas con estructura de acoplamiento térmico. El sistema utiliza un refrigerador Stirling de alta frecuencia de dos etapas (70 Hz) producido por Zhongke Lihan para precoolizar la tercera etapa, que puede proporcionar una capacidad de refrigeración de 5 W a 70 K (es decir, una capacidad de refrigeración de 5 W a 70 K) y 2 W a 32 K. Para el extremo frío de la tercera etapa, primero se estableció un modelo simplificado del refrigerador con Sage para determinar los parámetros operativos clave, incluyendo la frecuencia de operación, la presión media y la temperatura de precalentamiento; luego se realizó una optimización por simulación de la tercera etapa y finalmente se completó el diseño y la construcción de la plataforma experimental. Los resultados experimentales muestran que bajo una presión media de 1,4 MPa, frecuencia de 21 Hz y una potencia eléctrica de entrada total de aproximadamente 370 W, la temperatura mínima en el extremo frío puede alcanzar los 5,16 K, con una capacidad de refrigeración típica de 50 mW a 6 K y 102 mW a 7 K.

tres etapas; rango de temperatura del helio líquido; regenerador; refrigerador de tubo pulsante