이중 입구형 맥동관 냉동기에서의 압력 파형 측정

Abstract

현재 비교적 우수한 성능을 보이는 맥동관 냉동기는 이중 입구형 맥동관 냉동기이다. 이중 입구형 맥동관 냉동기는 오리피스형 맥동관 냉동기를 기본 골격으로 하고 있다. 오리피스형 맥동관 냉동기는 (a)와 같이 한 쪽 끝이 오리피스를 통하여 기체 저장소(gas reservoir)와 연결되고 다른 쪽 끝이 재생기와 연결된 빈 관(맥동관)으로 되어 있다. 이러한 구조에서 개도를 조절할 수 있는 밸브가 오리피스를 대신하기도 한다. 맥동압력이 재생기를 통하여 맥동관에 가하여지면 맥동관과 재생기와 연결된 부분(저온부)의 온도는 낮아지고 오리피스가 연결된 부분(고온부)의 온도는 높아진다. 이때 재생기 입구와 맥동관 고온부는 상온에 노출되어 상온으로 유지되고 나머지 부분이 진공 단열되면 저온부는 극저온에 도달할 수 있다. 맥동관의 고온부와 재생기 입구가 바이패스를 통하여 연결되면, Fig.1(b)와 같은 이중 입구형 맥동관 냉동기가 된다. Park et al.(2)은 이중 입구형 맥동관 냉동기를 제작하여 그에 대한 성능실험을 수행하였다. 본 논문에서는 맥동관 냉동기에서 오리피스 밸브와 바이패스 밸브의 개도에 대한 압력진폭의 변화를 확인하고, 측정된 압력 데이터를 바탕으로 맥동관 냉동기의 엔탈피 흐름을 계산하고 이에 대하여 논의하였다.