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热声驱动的脉管制冷实验研究

沈漪  
【摘要】: 热声驱动器是一种与常规机械式压缩机完全不同的新型驱动器,它没有机械运动部件,可使用低品位能源,具有结构简单、运行可靠、无维修工作时间长等优点。采用热声驱动器取代常规的机械式压缩机来驱动脉管制冷机完全取消了运动部件,是一种新型的颇具潜力的制冷方案,有望成为一种长寿命的低温制冷机。 本文首先回顾了热声机械的历史及现状,详细介绍了热声学理论基础,重点研究了以下若干问题: 1.驻波型热声驱动器驱动脉管制冷机 在自行搭建的驻波型热声驱动脉管制冷机实验装置上进行了实验研究。着重研究了加热功率、工作压力、丝网填充率、脉管小孔和双向进气开度等对系统性能的影响。以氦气为工质,获得了119.7K的脉管无负荷制冷温度,在国内首次用热声机械进入低温温区。 2.混合工质应用于热声驱动的脉管制冷机 对惰性气体二元混合工质在热声机械中的可能应用进行了探讨,给出了混合工质的普朗特数等参数的计算方法,并进行了采用氦-氩混合工质的热声驱动脉管制冷机的实验研究。实验结果表明在氦气中加入适量的氩气可以提高热声驱动器的性能,从而提高其驱动的脉管制冷性能。 最后,对本课题存在的问题及应用发展前景进行了简要讨论,并给出了全文总结。


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