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热声热机设计及实验研究

饶伟  
【摘要】:热声现象早在两个世纪前就被发现,但其理论开发和应用发展仅集中发生于半个世纪内。基于热声正、逆效应的热声装置发展至今,大多数仍停留在实验室阶段。热声装置的真正实用化、普及化仍有赖于理论和技术的发展。本文所做的工作主要包括以下几点:从热声基本理论和机械设计角度设计并制作了一台热声斯特林发动机实验模型,其中对发动机各个关键部件的设计制作和各组装件的安装配合、工艺问题及测量系统布置安装等问题等进行了详细的论证;对所设计的热声斯特林发动机进行了初步的实验研究;针对实验中遇到的问题从理论和工艺角度进行了分析并给出了合理解释;最后对一台驻波热声制冷机样机进行了实验研究,充分验证了对称双板叠配置下的优良制冷效果。文章第一部分为热声学的发展总结:简单介绍了热声现象、热声理论的发展历程、热声装置分类、热声的几种不同应用;第二部分为热声基本理论:在几个近似假设的基础上开发了Rott线性热声理论,并从理论上探讨了热声装置设计中的几种声流损耗问题;第三部分为热声发动机的详细设计和制造技术;第四部分为对制造的行波热声斯特林发动机和驻波热声制冷机的实验研究。


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