谐振管几何形状对热声发动机工作性能的影响

谐振管作为热声发动机的重要部件之一,其几何参数的变化对热声系统的工作性能有重大影响,在驻波型热声发动机系统上对锥形谐振管和圆直谐振管进行了初步的实验对比,以探明谐振管的形状对热声发动机系统性能的影响.实验结果表明,在系统的工作频率固定在130 Hz的情况下,无论是压比、输出声功,还是相对卡诺效率,采用锥形管的系统都要比采用圆直管的系统具有更大的优势.     

行波热声发动机末端耦合方式研究

行波热声发动机可与各种声学负载耦合,在对耦合位置的研究基础上,进一步开展负载末端耦合时行波热声发动机的性能研究.同时改变直管谐振管内径和长度,使频率恒为67.7 Hz,保证发动机环路声功转换特性一致.研究表明,当谐振管内径为120 mm时,系统性能最好;以氦气为工质,在平均压力3 MPa、加热功率2 000 W、热端温...     

热声发动机压力特性研究

热声发动机压力特性主要体现在压力波形、相位、压比、压力振幅以及振荡频率等方面,是衡量热声发动机性能的重要依据之一.实验研究了加热温度、充气压力、谐振管长度、工质种类、负载等对压比、压力振幅、频率等压力特性的影响,为更好地进行热声发动机的设计和应用奠定了基础.     

修改变温热源热声发动机驱动制冷机性能

为提高环路多级行波热声发动机驱动制冷机系统在变温热源条件下的热功转换性能,使用SAGE软件对不同加热温度的子系统进行解耦计算,分析了热源温度、回热器和谐振管结构尺寸等影响因素,然后根据计算结果对整机系统进行了结构优化。结果表明:优化后整机系统内部声场行波比例上升、部分谐振管中获得了更大声阻抗幅值,但谐振管尺寸的增加增大了声功损失面积;在整机吸热量和谐振管中声功损失量都增加的情形下,整机热声转换效率和相对卡诺效率略微下降,负载制冷机获得了更多声功。     

热声发动机径向尺寸对谐振频率的影响

频率是热声系统中最为关键的参数,小型化面临的问题是系统运行频率升高,粘性阻力损失增加。对频率展开研究的结果是谐振管的径向尺寸对热声发动机的谐振频率影响很大,通过调节谐振管的径向尺寸,可以大大降低整机的谐振频率,对于指导热声斯特林发动机的小型化具有重要的指导意义。据此得到的计算结果与实验研究的结果验证了这种方法是十分有效的,可以达到降低系统谐振频率30%以上。     

热声谐振管的试验研究

热声谐振管是热声热机的关键部件,它相当于一个发动机,将热能转化为声能。对热声谐振管进行了实验研究,并对其起振温度、频率、振幅、输出功率进行测量和分析。     

环路声学共振多级行波热声发动机的机理研究

针对环路声学共振多级行波热声发动机的工作机理进行了研究,重点分析了环路声学共振4级行波热声发动机无负载工作情况,并比较了环路声学共振4级、8级、16级行波热声发动机的工作性能。计算结果表明,这一行波热声发动机具有较好的声场分布并通过增大回热器横截面积有效降低了回热器内的粘性流动损失。增加环路声学共振多级行波热声发动机的级数仍能获得较为理想的工作性能,并能够增加整机产生净声功率,降低谐振管消耗声功率的比例,相对传统带驻波谐振管的行波热声发动机更为紧凑。     

新型300Hz环路双作用热声发动机的系统性能分析和输出特性

提出了一种利用质量片和弹性膜谐振的300 Hz环路双作用热声发动机。利用该谐振系统取代谐振管能有效降低系统尺寸,使发动机具有结构紧凑、能量密度高的优点。基于热声理论优化设计了这一新型发动机,系统考察了无负载和外接负载情况下主要物理参数对发动机性能的影响。当负载阻抗实部为4.15×108Pa·s/m3,虚部为-3×107Pa·s/m3,单元输入加热功率为1 k W、平均压力为4 MPa时,能获得最高的热声转换效率为35.3%、负载处压比为1.31。     

热声热机系统的测量与实验研究

对热声热机驱动耗散性负载的性能进行了实验研究和分析,对热声热机系统起振温度和谐振频率进行了测量和标定。得出导致热声发动机工作在二附谐振频率模态下的影响因素。测量和分析了气体充气压力、频率以及谐振管长度对系统驱动制冷机,产生了25℃的温差。     

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。     

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.     

Investigation on a thermoacoustically driven pulse tube cooler working at 80 K

The pulse tube cooler (PTC) driven by a thermoacoustic engine can completely eliminate mechanical moving parts, and then achieves a simpler and more reliable device. A Stirling thermoacoustic heat engine has been constructed and tested. The heat engine can generate a maximal pressure ratio of 1.19, which makes it possible to drive a PTC and get good performance. Frequency is one of the key operating parameters, not only for the heat engine but also for the PTC. In order to adapt to the relatively low design frequency of the PTC, the operating frequency of the thermoacoustic heat engine was regulated by varying the length of the resonance tube. Driven by the thermoacoustic engine, a single stage double-inlet PTC obtained the lowest refrigeration temperature of 80.9 K with an operating frequency of 45 Hz, which is regarded as a new record for the reported thermoacoustically driven refrigerators.     

空气源热水机组吸气管断裂故障的排除

某公司生产的RHU200AHZ1-N型号空气源热水机组在安装运行后,吸气铜管多次发生断裂。研究结果表明：吸气铜管发生断裂是由振动过大或共振引起的,安装问题导致压缩机与安装槽钢发生共振,加速铜管的疲劳失效,最终使吸气铜管断裂。根据分析结果确定机组安装的整改方案,整改后吸气铜管断裂故障得到排除。     

两端简支输流管道共振可靠度分析

采用基于Galerkin的加权残数法分析输流管道,利用 阶Galerkin截断建立试函数,推导出消除残数方程,得到输流管道的前 阶固有频率,并分析流速对固有频率的影响。建立输流管道共振可靠度的功能函数,利用点估计法计算功能函数的前四阶矩,采用修正Edgeworth级数法求得输流管道的共振可靠度,并讨论了流速对管道共振可靠度的影响。研究结果对于输流管道的防共振设计和共振可靠性评估具有参考价值。     

Failure analysis of a leak-off oil pipe from injection valves of an off-shore operating diesel engine

The failure analysis of a four-stroke 3000 kW off-shore operating diesel engine is presented. The failure occurred during engine normal operation period in the leak-off oil pipe from the injection valves, which experienced a fracture through the pipe wall and a diesel engine fire as a result. A detailed analysis of all elements which had an influence on the failure initiation was carried out, namely leak-off oil pipe vibration level, pipe stress level, presence of corrosion pits on the pipe external surface under the zinc coating and engine components temperature distribution in the failure zone. It was found that the crack initiation and propagation of the leak-off oil pipe from injection valves was driven by a fatigue mechanism, which was facilitated by loose pipe supports (excessive pipe vibration) and corrosion pits on the pipe surface that acted as stress concentrators. The contact of leak-off atomized oil due to the pipe through wall fracture with the hot engine exhaust muff (390 °C approximately) caused local fire of the diesel engine.     

新型胶泥缓冲器的试验研究

所研究的新型胶泥缓冲器是针对舰艇管路系统抗冲击的特殊要求而设计的。为了检验其实际应用效果,将新型胶泥缓冲器安装在XX舰船的主机滑油管上,在实船爆炸条件下进行测试,考察其抗冲防护能力。安装新型胶泥缓冲器并且近迎爆炸面的一条主机滑油管的爆炸冲击响应加速度小于没有安装缓冲器远离爆炸面的一条主机滑油管的爆炸冲击响应加速度,从而证实了新型胶泥缓冲器具有较好的隔冲防护能力。     

直升机传动系统扭转振动的分析

为了获得直升机传动系统扭转振动的特性,对直升机传动系统的扭转振动进行了计算和分析.在简化传动系统结构的基础上,将直升机传动系统划分为若干个轴段和圆盘的子系统,根据振型叠加原理,得到了直升机传动系统扭转振动的解,分析了传动系统的扭转频响函数.结果表明:传动系统扭转频响函数幅值的峰值出现在低阶固有频率附近;不同频率激振源的部件引起传动系统同阶扭转共振时,发动机的转速不等,发动机到激振源部件的传动比大,发动机的转速高;在同阶扭转共振中,桨叶引起传动系统扭转共振时,发动机的转速最高.