《表1 微小型J-T效应节流制冷器理论模型特点汇总》

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《微小型焦-汤效应节流制冷器发展与研究》

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刻蚀微通道J-T效应节流制冷器在建立其理论模型时，所采用的方法基本与汉普逊型一致，不同之处在于流动与换热关联式存在较大差异。2004年，L.Y.Xiong等[47]基于动量方程和能量方程建立了包含轴向导热的一维J-T效应&伯努利效应矩形微槽道制冷器的理论模型，同时评估了J-T效应与伯努利效应。然后应用该模型预测了压力、温度、速度的空间分布，但是没有进行实验验证。2005年，P.P.P.M.Lerou等[48]建立了单级矩形微槽道J-T效应节流制冷器中逆流换热器稳态模型，该模型基于最小化熵产，将压降与寄生热负荷等损失均归因于熵产，通过最小化熵产逐步确定各结构参数，使在固定的制冷量下，获得最小的换热器尺寸，从而用于指导设计J-T效应节流制冷器。H.T.Brake[49]基于能量守恒方程，建立了微矩形通道J-T效应节流制冷器中逆流换热器的稳态集总参数模型，在该模型中，逆流换热器被分为N个元素，每个元素分为3个子元素:高压流体、低压流体和材料子元素，每个子元素被一个节点代替，通过导热、对流、辐射或是焓流连接，如图21所示。在该模型中，同时考虑了逆流换热器材料的轴向导热和与外界的辐射换热。流体和材料物性随着温度、压力的变化实时更新。2012年，H.S.Cao等[50]基于H.T.Brake[49]的模型，建立了包含预热的两级微通道J-T效应节流制冷器的瞬态集总参数模型。在一定的制冷量（20 m W）要求下，通过该模型计算并设计了制冷器的最小几何尺寸。H.S.Cao等[26，51]继续采用同样的模型预测了两级J-T效应节流制冷器的实际性能，并将预测值与实验结果进行对比，模拟结果与实验结果吻合良好。各微小型J-T效应节流制冷器模型特点汇总如表1所示。