Refrigerador de tubo de pulso
El refrigerador de tubo de pulso (PTR) o crioenfriador de tubo de pulso es una tecnología en desarrollo que surgió en gran parte a principios de la década de 1980 con una serie de otras innovaciones en el campo más amplio de la termoacústica . A diferencia de otros enfriadores criogénicos (por ejemplo, enfriadores criogénicos Stirling y refrigeradores GM ), este enfriador criogénico se puede fabricar sin partes móviles en la parte de baja temperatura del dispositivo, lo que hace que el enfriador sea adecuado para una amplia variedad de aplicaciones.
Los crioenfriadores de tubo de impulsos se utilizan en aplicaciones industriales, como la fabricación de semiconductores, y en aplicaciones militares , como la refrigeración de sensores infrarrojos . [1] También se están desarrollando tubos de pulso para enfriar detectores astronómicos donde se usan típicamente criógenos líquidos, como el Telescopio de Cosmología de Atacama [2] o el experimento Qubic [3] (un interferómetro para estudios de cosmología). Los PTR se utilizan como preenfriadores de refrigeradores de dilución . Los tubos de pulso son particularmente útiles en telescopios espaciales como el telescopio espacial James Webb.[4] donde no es posible reponer los criógenos a medida que se agotan. También se ha sugerido que los tubos de pulso podrían usarse para licuar el oxígeno en Marte . [5]
La Figura 1 representa el Refrigerador de tubo de impulsos (PTR) de orificio único tipo Stirling, que se llena con un gas, típicamente helio a una presión que varía de 10 a 30 bar. De izquierda a derecha, los componentes son:
La parte entre X 1 y X 3 está aislada térmicamente del entorno, generalmente por vacío. La presión varía gradualmente y las velocidades del gas son bajas. Por lo tanto, el nombre de enfriador de tubo de "pulsos" es engañoso, ya que no hay pulsos en el sistema.
El pistón se mueve periódicamente de izquierda a derecha y hacia atrás. Como resultado, el gas también se mueve de izquierda a derecha y viceversa mientras la presión dentro del sistema aumenta y disminuye. Si el gas del espacio del compresor se mueve hacia la derecha, ingresa al regenerador con temperatura T H y sale del regenerador en el extremo frío con temperatura T L , por lo que el calor se transfiere al material del regenerador. A su regreso, el calor almacenado dentro del regenerador se transfiere de nuevo al gas.
En el tubo, el gas está térmicamente aislado (adiabático), por lo que la temperatura del gas en el tubo varía con la presión.
