Abstract
密閉式氣體低溫致冷器的盾環與理想史特靈循環在運轉性能上有很大差異，本文將建立致冷器系統模擬（Systen Simulation of Cryocoolers），以了解影響溫降(Cool-down)， 時間的主要設計因子，並探討運轉性能與工作流體種類、驅動馬達轉速、以及各元件相對尺寸間的關係。本文採用ROY[1]的分析模式，將能量方程式中造成溫度變化的各項因素分開處理此舉將得到穩定的數值分析，在選用較大的時間間隔時不會造成數值發散。史特靈低溫致冷器可以急速冷卻到低溫的環境（從300K冷卻到 77K只需 2.7?10分種的時間，依不同的系統有不同的溫度性質）。不僅安全性高，而且可以做為長期續冷之用，故在實用上已經非常廣泛而且有效的應用於各種不同的領域。以往史特靈低溫致冷器設計全憑經驗的累積，在成功的做出成品後，再發展合理的理論模型去說明。本文所使用的模型是將系統的工作窨分為一系列的控制體積。或稱為節點分析法 (Nodal analysis) ，對史特靈低溫致冷循環的現象進行分析探討。由探討結果顯示系統中各元件尺寸的設計對循環的運轉性能具有相當大的影響力，而再生回熱器的設計對系統的溫降性能具關鍵性的影響，此外工作流體、相角、以及轉速的配合也必須仔細考慮，良好組合的元件設計會使系統具有令人滿意的運轉性能，而一個沒有經過仔細考慮的組合，則可能導致整個系統完全喪失致冷效果。