本发明中部阻波腔隔离式气波管，气波管也称接受管、振荡管或耗散管，主要用于气波制冷机，属于气体膨胀制冷和不定常流动气体波传输交换能量技术领域。
背景技术：
气波制冷机是在热分离机基础上改进创新出来的、具有独特优点的气体膨胀制冷机械，分为旋转式和静止式两种。气波制冷机与热分离机的显著区别是，前者在其每一根气波管(又称为接受管、振荡管及耗散管)的末尾端，都续接了一个有限容积的空腔，称为激波吸收腔(见中国专利ZL89213744.4)。
从气波管入口注入脉冲射流，压缩管内滞留气产生运动激波耗散能量并衰减。衰减的运动激波撞到气波管末端封闭界面后，将原路返回，加热气波管前段和管口处已经膨胀做功致冷的脉冲射流气，和升高管入口压力而减小射流实际膨胀比，使制冷效率降低。
前述激波吸收腔的作用，就是吸收和阻止反射激波的返回，并在激波吸收腔内耗散消失。由此，激波吸收腔能够提高气波管的制冷效率。
然而，分析和实测都表明，管末端有限容积的激波吸收腔，虽能使激波发散反射和耗散，但因其腔壁散热有限，消减激波强度作用也有限，激波能量并未得到充分衰减，在腔内多次反射后会返回气波管并回传，上述不利影响依旧存在。
若在下一次脉冲射流注入气波管口之时，反射激波恰好返回到达管口附近，将继续向气源上游传播而较少影响已致冷气，可出现制冷效率的高峰值。否则，就会严重加热管口和流出管外的已制冷气体，出现效率波谷，峰、谷的效率差值可高达20～30％。
气波制冷机效率随射流频率变化的特性，一方面使设计匹配的难度增加；另一方面，也导致其变工况性能变差，因为气体物性、流量负荷、压力和温度参数的变化，都会导致激波传输速度的改变，而提前或拖后于射流注入之时到达管口。
即使在匹配的效率高点，反射激波也会升高管口处压力，使当时射流的实际膨胀比降低，焓降减小，制约制冷效率的提高。
消除反射激波的根本之举，是充分耗散掉激波的能量。中国专利CN200910107475.X所述接受管外部包围壳体形成冷却腔，以加速吸收管内激波的能量，使反射激波强度降低。但其增加了气波机的结构复杂性和使用操作条件。而且反射激波仍能畅通无阻地返回气波管入口，没有受到阻缓。
技术实现要素：
本发明提供一种中部阻波腔隔离式气波管，也称为中部阻波腔隔离式接受管、振荡管或耗散管，是一种全新的气波管结构。它根据激波反射和相交传输理论，通过管内激波运行规律的流体力学计算模拟和实测，采取阻隔反射激波到达管口、而不影响射流膨胀做功的正确措施与方法，将反射激波在气波管回程中进行拦截、阻隔与再反射，使其在气波管的后段多次往返耗散能量，加强了原来耗散负荷较轻的气波管后段的能量耗散，使反射激波尽可能少地前传到气波管的入口处，避免加热已致冷气。
本发明的技术方案：
中部阻波腔隔离式气波管、接受管、振荡管或耗散管，包括气波管入口1、气波管前段2、中部阻波腔3、气波管后段4、末端吸波腔5和气波管支撑6；气波管前段2续接中部阻波腔3的一端开口，中部阻波腔3的另一端开口续接气波管后段4的前端，在内部形成一条先扩张再收缩的流道，气波管后段4的尾端连接末端吸波腔5的唯一开口；
所述的中部阻波腔3为在中部阻波腔隔离式气波管中段设置的有限容积的容器罐；或在中部阻波腔3内通过隔板分隔成若干个中心串通的腔室，增大对反射激波的阻尼效果；
气波管前段2的内径或通流截面积小于气波管后段4的内径或通流截面积，使反射激波不容易进入气波管前段2，气波管前段2前端管口尺寸与脉冲射流的通流面积即射流喷嘴的出口尺寸相匹配。
所述的中部阻波腔3或末端吸波腔5内的空间由中部开孔的横向隔板隔成10个以内沿着轴向串连排列连通的空间。
所述的气波管前段2的内通流截面积，根据其气体流量，尺寸为2～10000平方毫米。
所述的气波管后段4的内通流截面积，根据其工作条件的不同进行匹配，通流截面积为气波管前段2通流截面积的1～15倍。
所述的中部阻波腔3内通流截面积，根据其工作条件的不同进行匹配，通流截面积为气波管前段2通流截面积的1.1～300倍，中部阻波腔3的长度为该中部阻波腔3投影宽度或内径的0.2～10倍。
所述的末端吸波腔5的空心横截面积，根据其工作条件的不同进行匹配，空心横截面积为气波管后段4通流截面积的1.1～300倍，末端吸波腔5的长度为该末端吸波腔5投影宽度或内径的0.2～10倍。
所述的气波管前段2、中部阻波腔3、气波管后段4和末端吸波腔5的通流流道为圆管、椭圆管、方管或矩形管的管内流道，或在实体件表面加工出沟槽和容积腔，再被其他实体件表面盖严密封而形成的内嵌式槽道或腔道。
本发明的有益效果是：
1.根据激波反射和相交原理，反射激波将在阻波腔中得到缓冲并耗散一定的能量，剩余部分将反射回到气波管后段，只有少部分能抵达气波管口，从而降低了对已致冷气的不利影响。
2.残余反射激波可在阻波腔和管末端的吸波腔之间多次反射传输，途中可遇下一次(或下N次)射流形成的一次激波和反射激波，产生多次逆向相交的情况。在相交时，激波强度叠加，更利于传热耗散能量，即阻波腔可使能量耗散负荷大量后移，降低气波管前段的管壁温度，减少对管内已制冷气的传热。
3.气波管后段的通流截面积大于前段，可使前段管口尺寸与射流喷嘴更加容易完全匹配，且能解决原后续管截面积跟随管口，导致气波管壁面积小而耗散能量不足的矛盾。更主要的是，气波管前段末端内截面积的减小，更利于阻隔反射激波从阻波腔进入气波管前段。
4.以上效果均提高了气波管的制冷效率，平均可提高5％以上。而更为有益的是，它能明显提升射流频率与管长不匹配(在射流时反射激波已先期到达或未到达气波管口)时的波谷效率值，一方面降低了设计匹配的难度，另一方面能显著改善气波制冷的变工况适应性能。
附图说明
附图为本发明中部阻波腔隔离式气波管的结构简图。
图中：1气波管入口；2气波管前段；3中部阻波腔；4气波管后段；
5末端吸波腔；6气波管支撑；7脉冲射流。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
本发明中部阻波腔隔离式气波管的一种典型的实施方式描述如下，但不只局限于此种实施方式：
本发明中部阻波腔隔离式气波管，或称中部阻波腔隔离式接受管、振荡管或耗散管，包括气波管入口1，气波管前段2，中部阻波腔3，气波管后段4，末端吸波腔5，以及气波管支撑6等部分；气波管前段2续接中部阻波腔3的一端开口，中部阻波腔3的另一端开口续接气波管后段4，气波管后段4的尾端连接末端吸波腔5的唯一开口。
本发明中部阻波腔隔离式气波管的各部分，包括气波管前段2，中部阻波腔3，气波管后段4，末端吸波腔5，其各个中空的通流流道，一般是普通的圆管、椭圆管、方管和矩形管的管内流道，或者是在某实体件表面加工出沟槽和容积腔，再被其他实体件表面盖严密封而形成的内嵌式槽道和空腔道。
本发明中部阻波腔隔离式气波管，其中部阻波腔3内的空间，为整空间或由数片中部开孔的横向隔板隔成10个以内沿着轴向串连排列连通的空间。
中部阻波腔隔离式气波管，其末端吸波腔5内的空间，为整空间或由数片中部开孔的横向隔板隔成10个以内沿着轴向串连排列连通的空间。
中部阻波腔隔离式气波管，其气波管前段2的内通流截面积，根据其气体流量的大小，尺寸范围为2～10000平方毫米。
中部阻波腔隔离式气波管，其气波管后段4的内通流截面积，根据其工作条件的不同进行匹配，其范围为气波管前段2通流截面积的1～15倍。
中部阻波腔隔离式气波管，其中部阻波腔3的内通流截面积，根据其工作条件的不同进行匹配，其范围为气波管前段2通流截面积的1.1～300倍；中部阻波腔3的长度，为该腔投影宽度或内径的0.2～10倍。
中部阻波腔隔离式气波管，其末端吸波腔5的空心横截面积，根据其工作条件的不同进行匹配，其范围为气波管后段4通流截面积的1.1～300倍；末端吸波腔5的长度，为该腔投影宽度或内径的0.2～10倍。
本发明中部阻波腔隔离式气波管的制冷原理是：
管口脉冲射流7为占空比足够小的脉冲射流，由旋转喷嘴射流分配器、或是气流摆动振荡器产生。脉冲射流突然注入气波管入口1，输出膨胀功压缩气波管内的滞留气体，在滞留气中产生压缩波直至激波，快速将射流能量传至气波管的纵深乃至后段；激波扫过使滞留气升温，通过管壁将能量散发到外界，能量耗尽而不再返回射流气体，射流气因膨胀做功而产生大的焓降，温度降低而制冷。
中部阻波腔3把从末端吸波腔5反射回的激波，阻隔耗散和再次反射回气波管后段耗散衰减殆尽，而尽可能少地回到气波管入口1，避免反射激波对已致冷气的加热，提高制冷效率，特别是射流频率与气波管长不匹配时的效率低谷值，将会被显著地提高。
本发明中部阻波腔隔离式气波管的运行参数如下：
脉冲射流频率：5～500Hz；
脉冲射流占空比：1/1～1/200；
脉冲射流的压力范围：0.01～40MPa。