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热声压缩机的理论和实验研究

石静蕾  
【摘要】: 热声,是热能与声功之间的一种转换现象。热声机械因其结构简单,没有运动部件,运行可靠,寿命长等特点,广泛受到人们的关注。因此,研究这种新型机械,提高它的工作性能(如效率,功率等)就成为当今一个热门话题。 本文简要回顾了热声学的历史和研究现状,并从几个不同的角度对热声机械的基本原理进行了论述,介绍了流体网络理论并将其应用于热声压缩机的频率计算和性能分析中。在原有双边气库型热声压缩机的基础上,提出混合气库型热声压缩机。并从理论和实验角度对两者进行了研究,结果表明混合型热声压缩机优于双边型压缩机。 设计了一台新型的行波热声压缩机,该压缩机不仅克服了驻波热声机械中由于气体与板叠有限热接触所引起的效率低下的缺点,而且基本解决了Ceprley行波热声机械中存在的摩擦损失大等主要问题。 在研究单级热声压缩机的过程中,我们提出二级热声压缩机的概念。从根本上克服单级热声压缩机振幅小的不足。初步设计了一台二级热声压缩机,并用网络模型理论对其进行了分析,认为是一种有发展前途设想。


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