收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

热声器件的寻优及其与热声热机系统的匹配

涂虬  
【摘要】:热声热机因结构简单、无运动部件、可靠性高、使用寿命长,加之使用的是无污染工质的特点,已经成为一个新的研究热点。经过二十多年的发展,热声热机已由热声理论研究走向热机应用研究阶段,迫切要求有方便实用的模型和相应的计算,这个任务只有结合实用样机的设计研究和实验研究才能有可靠的结果。本文的任务就是结合热声热机的理论和样机的实验研究,解决工程应用的模型及方法。 以热声器件的热动力学理论为基础,建立起热声器件、热端换热器、冷端换热器、谐振管、谐振腔等部件的分布参数网络模型,并用该模型把热机系统联立起来。把声学理论引入网络模型中,建立起用声特性参数如传播常数、特性阻抗来表述的热机系统分布参数网络模型,不仅能为热机系统的理论计算提供依据,而且能揭示热机系统的热声本质,突出热机系统各部件的有源和无源的区别。为高频热声热机的方案研究提供方便实用的应用模型。 为解决微型热声热机样机方案的频率优化和热声器件的寻优,提出热声器件的频谱特性。采用网络模型研究了热声器件的频移特性和热声器件不同填料的频谱特性,研究表明:采用混合工质可以提高热机系统谐振频率的可调范围,易于实现热声器件与热机系统的频率匹配;不同填料的通频带不同,针束型热声器件的通频带最宽,可选择性好,优先选用。网络方法为热声器件的寻优及解决频率匹配问题提供了理论依据。 采用作者建立的分布参数网络模型对热声原动机、热声制冷机分别进行了参数匹配计算,确定出影响热机性能的因素,便于热机系统达到匹配,性能达到最优。对热声原动机,计算了系统的振荡频率,这是热机系统理论计算的前提,并确定出影响振荡复频率的因素,然后在此基础上计算了热声原动机的最大输出声功率,确定出影响声功率的影响因素。更进一步对热驱动的热声制冷机的参数匹配进行计算,确定出影响制冷机制冷效果的影响因素。为验证分布参数网络模型计算的准确性,采用实验对 WP=4 以上计算结果进行了验证,实验表明该理论模型能很好地用于热机系统的理论计算,而且计算准确。 为了验证以上模型和方法,采用热机系统分布参数网络模型,优化设计出过渡尺寸的电声制冷机。热声器件采用针束型填料,钢针针径、针间距分别按最大冷量因子、最大冷量因子和最小损耗因子优化;以制冷系数为优化指标,优化出热声器件长度、换热器长度及其与制冷机系统的匹配关系。 为了提供模型所需的实验数据库,设计出一种测量热声器件性能参数的实验方法:传递矩阵-变谐振腔法,详细介绍了测量原理、方法和实验步骤,采用该方法测量出板叠和针束型热声器件的性能参数。 为了探索进一步提高热声热机工作频率的理论基础,考虑了热扩散速度有限对热声效应的影响,研究弛豫时间对振荡的速度波、热波的影响,分析弛豫时间对热机系统负阻尼振荡特性的影响,并讨论了影响振荡特性的因素。对高频率的微型热机,把横向导热弛豫时间、温度波弛豫时间引入基本导热方程来分析微尺度流体通道中的导热过程。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;动态·信息[J];应用声学;2001年06期
2 罗二仓,黄云,戴巍,张泳,吴张华;高性能室温行波热声制冷机[J];科学通报;2005年02期
3 黄云,罗二仓,吴张华,戴巍,李晓明;高效室温行波热声制冷机的研究(第二部分:电声压缩机驱动的行波热声制冷机的实验研究)[J];低温与超导;2004年03期
4 韩飞,杨军,沙家正;Rijke热声不稳定性的有源控制[J];声学学报(中文版);1997年05期
5 钱达仁;新世纪的发动机——没有运动件的发动机热声斯特林发动机简介[J];能源技术;2000年01期
6 李青;热机的新发展——热声热机[J];世界科技研究与发展;2000年04期
7 张晓青,郭方中;开式循环热声原理研究[J];低温工程;2001年02期
8 李汉炎;热声热泵和制冷[J];太阳能;1998年03期
9 李汉炎;声和热声转换[J];太阳能;1998年01期
10 金滔,范理,王本仁,张淑仪;PZT驱动热声制冷的性能分析[J];压电与声光;2003年03期
11 涂虬,陈正军,张晓青,郭方中;热声理论的研究进展及其应用[J];真空与低温;2004年03期
12 邓晓辉,李青,杨光,姚伟,郭方中;热声谐振管的实验研究[J];应用声学;1998年02期
13 陈正军,郭方中;热声泵质[J];低温与超导;2000年02期
14 袁兆山,徐万斌,葛志煜;智能矿物包体热声测温系统[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1996年03期
15 陶秀云;用于大功率声呐浮标的热声声源[J];声学与电子工程;1995年01期
16 余文峰,李青,罗运文,郭方中;TCPSA 系统的非等温网络模型[J];华中理工大学学报;1998年09期
17 徐珊姝,景晓东,孙晓峰;热声现象的一种非线性模型的研究[J];工程热物理学报;2005年03期
18 ;我国百瓦级行波热声发电机原理机问世[J];浙江电力;2007年02期
19 罗运文,董凯军,李青,郭方中;热声谐振管的实验研究[J];华中理工大学学报;2000年02期
20 戴巍,罗二仓;脉冲管制冷机系统Gedeon直流的损失评估[J];低温工程;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王本仁;;双换能器法测定管内声阻抗[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
2 曹卫华;陈国邦;包锐;汤珂;贾正中;;带声学放大器的驻波型热声发动机的模拟研究[A];制冷空调新技术进展——第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2006年
3 刘益才;;废热利用新途径—热声模块技术[A];2004全国能源与热工学术年会论文集(2)[C];2004年
4 孙大明;邱利民;;行波热声发动机驱动性能的试验研究[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年
5 曾吕明;邢达;谷怀民;杨迪武;杨思华;向良忠;;基于多元线性阵列探测器的快速微波致热声层析成像[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年
6 聂立铭;邢达;杨迪武;曾吕明;杨思华;向良忠;;利用多元线形阵列探测器的旋转扫描热声层析成像[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
7 范瑜晛;刘克;;二维谐振腔中的声流[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
8 邢达;;生物组织的光声与微波热声成像技术[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(上册)[C];2007年
9 张鹏;王如竹;村上正秀;;低温传热中的热声振荡现象[A];第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2006年
10 ;2004全国物理声学会议论文集前言[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张春萍;热声核特性参数实验研究及高频微型热声实验装置的研制[D];华中科技大学;2011年
2 李洪义;生物组织微波热声断层成像技术研究[D];第四军医大学;2004年
3 金滔;热声驱动器及其驱动的脉管制冷研究[D];浙江大学;2001年
4 韦静思;内燃机燃烧过程中热声耦合机理的研究[D];天津大学;2010年
5 冯和英;非线性声谐振腔特性及气体动理学BGK格式模拟[D];华中科技大学;2013年
6 王勇;格子Boltzmann方法在热声领域的应用及热声谐振管可视化实验研究[D];西安交通大学;2009年
7 邢双喜;微小型燃气轮机径向旋流预混燃烧特性研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于婷婷;高频热声振荡器及其阵列谐振腔特性[D];华中科技大学;2012年
2 赵益涛;行波热声发电系统输出特性及声学谐振器研究[D];浙江大学;2013年
3 王军;热声部件声特性的数值模拟研究[D];武汉工程大学;2011年
4 赵忠明;板叠式回热器段的介观研究[D];华中科技大学;2009年
5 石静蕾;热声压缩机的理论和实验研究[D];浙江大学;2002年
6 孔博;热声驱动的脉管制冷实验研究[D];浙江大学;2004年
7 孙大明;行波热声发动机的理论与实验研究[D];浙江大学;2003年
8 欧阳录春;扬声器驱动热声制冷机的理论和实验研究[D];浙江大学;2004年
9 王星晨;热声发电系统蓄电池负载能量转换优化策略研究[D];沈阳工业大学;2013年
10 段润泽;预混火焰热声不稳定性研究[D];河北工业大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 束洪福;制冷与低温技术领域的创新者[N];科技日报;2007年
2 成向群;家电市场并未真正饱和[N];厂长经理日报;2002年
3 张瑞平;联想外设:体育营销资源整合结硕果[N];光明日报;2005年
4 刘朝锋;宏观调控 房地产业暴利终结者?[N];证券日报;2005年
5 《金周刊》记者 张俊 曾志荣;萧灼基:第三只眼看房地产[N];江苏经济报;2004年
6 吴晓灵;联想营销整合进程加快[N];中国企业报;2004年
7 张雅萍;营销整合纵向精耕 借力奥运横向布局[N];国际商报;2004年
8 郭伟;千余个高新技术项目亮相石洽会[N];河北日报;2007年
9 胡赳赳;健康住宅拒绝脸谱化大合唱[N];华夏时报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978