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。     

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。     

热声制冷效应验证的实验设计

热声制冷技术是一项新的冷制技术。它具有无运动部件、运行可靠、寿命长和环保等优点。在航天、微电子、低温物理及军事等领域有着十分诱人的应用前景。热声制冷机主要由声驱动器、共振管、热声叠和换热器等部件组成。根据热声制冷原理,利用常见的材料和仪器,采用自制的玻璃管状热声叠,设计了一套结构简单的扬声器驱动热声制冷实验验证装置。实验结果表明:以空气作工质,在无冷却措施的情况下,在系统运行较短时间内,实现了13℃的降温及25℃的温跨,热声制冷效应十分明显。该装置可用于研究热声制冷效应的影响因素。     

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℃。     

热声制冷的应用与分析

在环境问题日益突出的今天,热声制冷作为一种对环境无污染的制冷技术,成为一个大有前途的发展方向,本文介绍了热声制冷的原理,分析了热声制冷机的性能影响因素,并提出了性能优化方法。     

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。     

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。     

驻波型热声驱动的脉管制冷机研究进展

系统地回顾了浙江大学在驻波型热声驱动器及其驱动的脉管制冷方面近10年来的研究进展,在简要描述相关实验系统结构的基础上,着重介绍了对热声驱动器的结构与运行参数的优化,以及在取得最优制冷性能方面的努力.报告了在自行研制的热声驱动脉管制冷机上取得88.6 K的最低制冷温度.     

热声驱动脉管制冷机的压力特性

自行研制了热声驱动脉管制冷机实验台,着重研究了热声驱动脉管制冷机的压力特性,明确了充气压力对超振温度、加热温度、制冷温度、压比及夺力振幅等的影响,实验表明,自行研制的热声压缩机在驱动脉管制冷机的情况下,仍可获１．０７以上的压比,基本可以满足驱动无阀型脉管制冷机的需要,在最近进行的实验中,以氮和氦作工质,分别获得了１９６Ｋ和１３８Ｋ的无负荷制冷温度,此外,本文还提出了进一步的改进方向。     

Influence of resonance tube length on performance of thermoacoustically driven pulse tube refrigerator

A resonance tube is an important component of a thermoacoustic engine, which has great influence on the performance of the thermoacoustically driven pulse tube refrigerator. A standing wave thermoacoustic engine is simulated with linear thermoacoustics. Computed results show that an appropriate accretion of the resonance tube length may lead to a decrease of the working frequency and an increase of the pressure amplitude, which will improve the match between the thermoacoustic engine and the pulse tube refrigerator. The theoretical prediction is verified by experiments. A refrigeration temperature as low as 88.6 K has been achieved with an optimized length of the resonance tube, helium as working gas, and 2200 W of heating power.     

A 115 K thermoacoustically driven pulse tube refrigerator with low onset temperature

After the modifications of jacket type water coolers and stacks, and the optimizations of the openings of orifice and double inlet valves, a refrigeration temperature as low as 115.4 K has been achieved by a thermoacoustically driven pulse tube refrigerator. By operating the double inlet valve of the pulse tube refrigerator, the onset temperature of the thermoacoustic system decreases from 550 to 340 °C. It provides the possibility of utilizing the low-grade heat energy.     

氦制冷在空间制冷技术中的应用

介绍了几种用于空间制冷中的氦制冷技术，如^He减压蒸发制冷，^3He压缩相变制冷，亚临界液氦制冷，超流氦制冷等。分别介绍了它们的原理，关键技术及其应用实例，最后提出了开展这方面工作的建议。     

室温磁制冷材料的研究现状及发展前景

制冷业耗能占社会总耗能的15%以上。目前普遍使用的气体压缩制冷技术的卡诺循环效率最高仅为25%左右,而且气体压缩制冷中使用的气体制冷剂会破坏大气臭氧层并引起温室效应。探求无污染、绿色环保的制冷材料和研发新型低能耗、高效率的制冷技术是当今世界需要迫切解决的问题。磁制冷技术具有绿色环保、高效节能、稳定可靠的特点,近些年来已经引起世界范围的广泛关注。具有磁热效应的材料是磁制冷技术的关键。重点综述了当今室温磁热材料的研究现状。为了使该项技术走向工业化和实用化的道路,提出改进并优化磁制冷工质的性能是未来的研究方向。     

气波制冷技术研究现状

气波制冷技术是一种仅有 2 0多年发展历史的新型制冷技术 ,本文介绍了气波制冷机的基本构造、制冷原理及气波制冷技术的发展现状 ,并分析了今后发展趋势     

微型制冷系统研究进展

得益于制造技术的进步和传热传质理论的发展完善,制冷系统不断向小型化、便携化发展,近年来出现了不少形式的微型制冷系统。本文介绍了3种主要的微型制冷系统:蒸气压缩制冷、吸收式制冷和半导体制冷系统。结合近年来国内外文献,介绍了制冷系统微型化的最新发展状况,并对各种系统的优缺点进行对比,重点介绍了微型蒸气压缩制冷系统及其核心部件—微型压缩机的发展现状。最后论述了制约制冷系统微型化的瓶颈问题,提出了微型制冷系统的发展方向。     

室温磁制冷研究进展

室温磁制冷技术是一项新的制冷技术，具有高效环保的特点，应用前景十分广阔，有望取代传统的蒸气压缩式制冷方法。阐述了磁热效应的原理，系统介绍了室温磁制冷中磁性材料、磁制冷循环、蓄冷器以及典型制冷机的发展情况，并对室温磁制冷的发展进行了展望。     

自复叠制冷技术发展现状

自复叠制冷因制冷温区较宽,在普冷、深冷领域具有十分广阔的应用前景。在介绍自复叠制冷技术的应用和原理的基础上,与单级压缩、两级压缩及复叠式制冷技术进行比较,指出了自复叠制冷技术的优势和特点。主要从自复叠制冷技术流程及混合制冷剂选择和配比两方面,对当前自复叠制冷技术的研究概况进行分析,并指出该技术在系统流程设计和混合工质的选择和配比方面未来的发展动向,为该技术的进一步研发和推广应用提供参考。     

室温磁制冷工质研究进展

室温磁制冷工质的研发是决定室温磁制冷技术发展的关键因素之一,后者是一种高效、环保的新型制冷技术,应用前景非常广泛.本文介绍了磁性工质用于制冷技术的原理、磁性工质的选择依据、室温磁制冷工质的发展现状及活性蓄冷器的相关技术,并对室温磁制冷工质技术的发展进行了展望.     

Review on research of room temperature magnetic refrigeration

Room temperature magnetic refrigeration is a new highly efficient and environmentally protective technology. Although it has not been maturely developed, it shows great applicable prosperity and seems to be a substitute for the traditional vapor compression technology. In this paper, the concept of magnetocaloric effect is explained. The development of the magnetic material, magnetic refrigeration cycles, magnetic field and the regenerator of room temperature magnetic refrigeration is introduced. Finally some typical room temperature magnetic refrigeration prototypes are reviewed.