热声发电之直线发电机的理论研究

针对热声发动机驱动直线发电机的热声发电技术中的直线发电机的特性进行了理论研究,考察了驱动频率、负载电阻和活塞直径对发电机性能的影响.研究表明,电路谐振可以提高直线发电机的效率,但机械谐振与否对效率没有影响,并且效率对负载电阻存在最大值.当电路和机械均共振时,输出电功对负载电阻实部存在最大值,此时,增加活塞面积可以增加电功输出.     

热声斯特林发动机热动力学特性的CFD研究——第一部分:热声自激振荡演化过程

采用商业计算流体动力学(CFD)软件Fluent6.0对热声斯特林发动机热动力学特性进行了热声自激振荡演化过程的数值模拟研究.主要研究了边界条件、初始条件和数值离散方法对模拟瞬态、可压缩、非线性的热声系统的重要影响,同时给出了两种在回热器内部建立温度梯度的方法,比较了它们对应的不同自激振荡演化过程.模拟结果表明,在高于功产生的临界温度梯度时,波动压力振幅被显著放大.本研究初步验证了该CFD研究的有效性.     

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。     

5kW(e)级自由活塞斯特林发电机热电联产性能研究

自由活塞斯特林发电机由于其內禀高效、高可靠性和绿色环保等突出优点,在家庭和商业热电联产等领域具有重要的应用前景。文中基于热声理论对一台5kW(e)级自由活塞斯特林发电机开展了热电联产研究,从声阻抗角度考察了自由活塞斯特林发动机与直线电机在热电联产模式下的匹配特性。在理论计算的基础上开展了系统实验研究,以氦气为工质,在充气压力为5MPa、加热温度为550℃工况下,以供热水温度70℃获得了3kW(e)电功率和5.7kW供热水热量,对应27.5%热电效率和80%综合热利用率。     

一种压力波驱动的非共振型直流换热器的工作原理及实验

分析了传统交流型换热器的不足,提出了一种压力波(声波)驱动的非共振直流型换热器,对其基本工作原理进行了阐述,建立了原理性实验系统,初步研究了其换热性能,验证了该换热器用于交变流动热力系统的可行性.     

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.