热声制冷的实验研究

热声制冷作为一种很有前途的制冷方法,在国内外引起了极大的兴趣。介绍了一套热声制冷机实验台。该热声制冷机由声发生器、共振管、板叠、高低温换热器管组成,在此基础上进行了热声制冷的实验研究,重点研究了输入频率、输入电压和平均充气压力对热声制冷机性能的影响,在以氮气工作的情况下,制冷机冷端温度下降了１２℃。     

热驱动热声制冷技术发展现状与展望

热驱动热声制冷技术利用热声发动机输出的高强度声波驱动热声制冷机实现制冷,即实现热—声—冷能源转换,是一种环境友好、近零电耗且热源适应性好的新型绿色制冷技术。热驱动热声制冷系统工作温跨大,可实现室温至液氦温区不同制冷需求,在多个领域具有广阔的应用前景。本文以热驱动热声制冷技术近三十年来的发展为基础,介绍了热驱动热声制冷原理和分类,从热驱动室温热声制冷机和热驱动低温热声制冷机两个方面综述了研究现状和发展方向,对该技术在室温制冷、余热/冷回收、天然气液化和低温制冷等方面的应用及相关研究进行了归纳分析,并指出未来的研究需要在热声新流程、谐振机构、高效热声转换、低品位能源利用、工程样机实用化等方面实现协同突破,形成效率高、功率大、起振温度低、可实现极低温、稳定可靠的热驱动热声制冷技术,从而推动新型绿色制冷技术的科学发展与应用。     

热声制冷技术的研究与进展

热声关系很早就受到了科学家们的注意,基于热声效应的热声制冷技术是一种涉及声学和热力学两大学科的边缘技术,是目前制冷与低温领域研究的热点之一。本文回顾了近年来国内外热声工作者在热声理论和热声制冷上的研究进展,论述了热声制冷的应用前景,总结了热声制冷的研究热点方向,并对热声学研究在今后的发展趋势进行了展望。     

40 K温区驻波型热声驱动两级脉管的制冷特性

进行了驻波型热声发动机驱动两级脉管的制冷特性实验,样机获得41.2 K的无负荷制冷温度.通过观测热声板叠热端和冷端温度、压力波的振幅、压比和频率,以及脉管制冷机制冷温度等,分析了平均工作压力和加热功率对系统性能的影响.根据实验数据,讨论了系统存在的问题,并指出了改进的方向.     

热声制冷机及其改进实验研究

热声制冷作为一种很有前途的制冷方法，在国内外相关领域引起了极大兴趣。热声制冷机由声发生器、共振管、板叠及高、低温换热器等部分组成。对声驱动器的振动膜及其冷却系统、气体弹簧系统、高、低温换热器进行了初步改进，使制冷机冷端温降从原来的12℃提高到27℃左右，这是目前国内报道的最大温降。     

驻波型热声压缩机驱动脉管的最新结果

热声驱动脉管制冷机中由于完全无运动部件,具有运行稳定、寿命长等优点,经过对先前已经达到138K的热声驱动脉管制冷机进行系统的改进,在国内首次使该类型的制冷机进入低温温区,以氦气为工质获得了119.7K的制冷温度,这一温度已经能够液化一个大气压表压下的天然气（主要成分：甲烷）,显示出该制冷方式广阔的应用前景,此外,研究了混合工质对热声驱动脉管制冷系统性能的影响情况,并获得了117.6K的最低制冷温度。     

吸附剂型回热器热声热机

介绍了回热器热声制冷机理及发展简况,并对回热器填料为金属网格和吸附剂两种材料的热声特性作了对比,给出强化吸附剂型回热器热声特性的方法,并提出吸附剂型回热器热声制冷机更应能广泛适用于低温热源,无运动部件,清洁制冷的建议。     

热声效应在制冷上的应用与分析

热声制冷做为一种新的制冷技术,由于它优于传统制冷方法的内在特点,成为一个大有前途的发展方向,但由于技术上的难度和研究工作的不够,它难以实现理论上应有的效率.在这篇文章里,我们分析了热声效应在制冷上的应用及热声制冷技术的难点,并系统地提出了性能优化方法.     

热声驱动脉管制冷机的实验研究

采用热声压缩机驱动脉管制冷机,使彻底消除低温制冷机中的运动部件成为可能。作者研制了热声驱动脉管制冷机实验台,着重研究了加热温度,平均工作压力,小孔开度等主要因素对制冷机性能的影响。初步实验中,以氮作工质,获得了－３８．７℃的无负荷制冷温度,最大温降达５４．７℃。此外,还指出了进一步的改进方向,具有一定参考价值。     

基于热声效应的多功能声波制冷系统的研制

在详细分析了热声效应的微观工作原理的基础上,结合有关温度、压力等参数测量与控制技术。完成了以天然工质——空气为制冷工质的声波制冷主机系统、电气控制系统、高精度动态测试系统和高速数据采集系统的研制与开发,最终形成了一套相对完整的多功能声波制冷测试实验平台。在实验系统的运行范围内,温度测量的准确度为0．5K,通道扫描数为50／s,压力测量的准确度为量程的0．1％,最大采样时间为3μs。大量的实际运行结果表明：新研制的多功能声波制冷实验系统性能稳定,测试结果可靠,利用该实验系统既可获得声波制冷各个参数间的动态关联特性,同时可以完成声波制冷的综合性能测试及优化对比实验,为声波制冷的理论研究和实用化进程提供可靠的实验数据。     

热声理论的研究进展及其应用

回顾了热声理论研究的发展起源.详细介绍了热声理论的研究内容,对各理论的特点进行了比较.给出热声应用实例,指出微型热声制冷机的应用前景.     

热声热机的理论研究及其进展

热声现象很早就受到了科学家的注意,近年来在理论上和实际中都有了重大的发展。重点回顾了近几十年来,国内外学者在热声热机理论研究方面取得的重大成就以及目前理论存在的不足。     

黄铜与不锈钢丝网板叠性能比较分析

综合轴向和横向传热特性，比较分析了黄铜和不锈钢丝网板叠的性能，并采用黄铜和不锈钢两种丝网板叠进行了热声驱动脉管制冷的对比实验，给出了详细的实验结果和讨论。     

热声系统的工程优化设计

介绍了热声系统无因次化的工程优化设计数学模型,描述了热声系统的优化算法.对声驱动的热声制冷机和热声发动机两种典型的热声系统的板叠,进行了优化设计计算,得到了两系统中热声板叠的性能和效率曲线,并对影响热声系统性能或效率的因素进行了分析与讨论,优化确定了板叠的结构参数,为热声系统的工程优化设计和性能预测提供了一种有效的方法.     

热声斯特林发动机热动力学特性的CFD研究第二部分:热声转换特性及热声声流的研究

研究了热声斯特林发动机的声场特性和热力特性,计算了波动压力和体积流率振幅及两者的相位差、截面平均温度以及声功流在系统内的沿程分布,与实验及预期的趋势相符合.对热声斯特林发动机内部的Gedeon声直流进行了研究.通过监测系统内截面的质量流率周期分布特性观测到Gedeon直流的存在,计算了直流量的大小及在系统内的分布特性,并采用风扇模型抑制了直流,给出了直流抑制过程中的系统性能变化.进一步验证了CFD研究的有效性.     

行波热声发电系统自激振荡的非线性动力学研究

利用非线性热声网络模型建立了一种行波热声发电系统的简化动力学演化方程,考察了系统自激振荡过程。重点探究非线性热声效应的影响,并与仅考虑线性热声效应的情况进行对比。结果表明,当仅考虑线性热声效应时,振荡曲线不断增大,无法达到稳定值;而考虑非线性热声效应时,自激振荡最后达到稳定幅值。进一步研究得出,系统电机的非线性阻尼系数越大,系统稳定后的振荡幅值越小。对不同电机非线性阻尼系数时系统产生的振荡曲线作频谱分析,计算结果和实际情况相近。最后考察了回热器未达临界温度梯度时系统的自激振荡过程。     

行波热声斯特林热机起振模态的实验研究

设计和建造了一台小型的行波热声发动机，实现了与谐振管负荷的耦和匹配。介绍了所研究的热声系统中热声振荡过程的一些实验结果和实验中观察到的两个起振模态以及模态间周期性交替变化的现象，对影响起振模态的因素进行了实验研究和分析。     

热声制冷的数值分析

采用一维平均化的方法建立了热声制冷数值模型,该模型可应用于线性和非线性范围。运用该模型对热声制冷的机理以及相对波动压力和平均充气压力对热声制冷性能的影响进行了分析。