热声发电系统最大声功捕获特性分析

为了使热声发电系统实现最大声功捕获,提出一种基于热声发电系统声学阻抗设计方法,通过选择合适弹簧刚度系数和谐振电容参数使热声发电系统声学阻抗匹配捕获声功最大.根据相似定理和热声发电系统声学阻抗流源机理,采用类电路相量法建立声功捕获模型,推导声功函数与各元件参数关系.以直线发电机安全运行为约束条件,推导出直线发电机弹簧刚度系数和谐振电容设计表达式,通过数值计算和实验验证了优化设计方法的合理性.     

Gedeon声直流对四级行波热声发动机性能的影响

为了研究Gedeon声直流对具有环路结构的四级行波热声发动机热效率的影响,基于热声学理论,在给定加热功率以及热声核入口参数的条件下,对不同Gedeon声直流下热声发动机内热声核进行模拟,探究Gedeon声直流对热声核的声场分布包括温度分布、体积流速振幅分布、压力振幅分布、压力与速度相位差分布、声功率分布以及总能流率分布的影响,针对Gedeon声直流对回热器以及热缓冲管内温度梯度的影响机制进行分析.结果表明,Gedeon声直流携带的能流是影响温度梯度的关键因素,给出Gedeon声直流对四级行波热声发动机热效率影响的定量评估.     

行波热声发动机中Gedeon直流定量研究

针对行波热声发动机的环路结构可能引起声场Gedeon直流损失的问题，对热声发动机环路内的Gedeon直流进行了定量研究，从而进一步提高行波热声发动机的热效率.分析了Gedeon直流的产生和作用机理，基于线性热声理论，建立了热声回热器的简单焓流模型.利用实验测得的回热器温度数据，通过求解焓流模型，分析了Gedeon直流的规模及其对回热器温度分布的影响.结果表明，利用简单焓流模型计算得到的Gedeon直流流率与实验结果吻合较好.Gedeon直流对回热器的轴向温度分布影响显著，当Gedeon直流流率的绝对值达到2.0 g/s时回热器的轴向温度就已经严重偏离线性分布，此时回热器的效率较低.     

碟式太阳能热发电系统

在研究了碟式太阳能热动力发电系统的发展状况、研究动态及应用前景的基础上,对碟式太阳能热动力发电系统进行了设计和分析．由于碟式太阳能热发电系统中太阳跟踪装置是一个重要的组成部分,设计了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的跟踪方式．在跟踪策略上,晴天采用光电跟踪,阴天采用视日运动轨迹跟踪,实现了全方位、高度角、全天候的自动跟踪．试验结果表明,在各种天气状况下,跟踪器能够稳定工作,取得了满意的效果．通过对碟式太阳能热发电系统的分析和设计,提出了一种合理的、高效的太阳能利用方式．     

太阳能槽式热发电系统

目前，中国空间技术研究院正在与国内相关部门合作，筹建我国第一座太阳能槽式热发电电站。     

变径管对双级行波热声发动机的性能影响研究

在双级行波热声发动机的谐振管中加入变径管,并利用deltaEC(Design Environment for Low-amplitudeThermoAcoustic Energy Conversion)对其进行数值模拟分析,探究变径管在2个热声热机单元中无负载及外接负载时,对换热器间温差和回热器声功输出性能的影响.通过...     

用于热声发电的曲柄连杆式换能器工作特性

针对热声发电系统的曲柄连杆式换能器建立数学物理模型,研究不同活塞质量、转动惯量、压力振幅及负载电阻对换能器工作特性的影响规律.结果表明:由于行程固定,曲柄连杆式换能器阻抗幅值由压力振幅、频率、活塞行程及面积确定,相位角由负载电阻与输入压力振幅共同决定.当输入振幅0.2 MPa、频率65 Hz的压力波,负载电阻为110Ω时,换能器的阻抗实部为1.244×107 Pa·s/m3,虚部为-1.209×107 Pa·s/m3,可输出电功为680.1 W,声电效率约为82.2%.     

热声系统基础实验台模拟

为了方便地研究回热器等热声关键部件在不同声场下的工作性能,寻找部件最优的结构参数及工作条件,提出一种热声基础实验平台.引入双电机实现系统中声场的可控调节,通过理论及数值计算分析系统内部声场的主要调节方式及特性,并对该方案进行初步实验验证.理论分析结果表明负载电机动质量与外接电阻是调节系统声场的主要方式,之后的数值模拟结果表明负载电机动质量对系统性能的影响大于外接电阻.通过数值优化,系统获得的最大净输出声功及热声效率分别为361 W与 39.1%.最后初步的实验结果表明所提出的实验方案可行,与数值计算趋势一致.     

热声系统振荡流换热器的特性

利用波动理论建立双向时滞模型,以研究圆孔结构和平板结构换热器微通道中温度波的振荡特性.结果表明,温度波的振幅随着无因次时间准数ωτ值的增大而减小;在流道中心,其振幅随着δrαh的增大均有一个先增大后减小的过程,并且平板结构换热器的性能要优于圆孔结构换热器;为了提高换热器的换热性能,圆孔结构一般设计1相似文献   

Rijke热声管的热声特性研究

根据G．W．Swift的著作，进一步推导出了相应的热声理论公式，通过实验，分析了典型Rijke热声管的发声特性，并首次涉及了该问题的某些非线性内容。     

特征时间对热声系统品质因数的影响

考虑热漏及系统的内部不可逆性对品质因数的影响而对品质因数进行了计算,得到品质因数的关系式。以不锈钢丝网为例对其进行数值计算,分析特征时间对品质因数的影响,当不考虑热漏时,品质因数随特征时间ωτk或ωτv单调增大;当考虑热漏时,品质因数随特征时间ωτk或ωτv先增大后减小,存在一个ωτk或ωτv值,使品质因数为最大值。同时热漏和不可逆程度因子增大使品质因数减小,品质因数随着丝网半径r0值单调减小。     

基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的可行性研究

提出一种基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统,该系统通过分离式热管把碟式太阳能集热系统和碱金属热电转换器(AMTEC)耦合起来。以碟式太阳能集热系统的热性能以及AMTEC的热电转换性能为基础,对提出的基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的性能进行了初步分析。结果表明,在一定的参数条件下,该系统的总体热电转换效率达到20.6%,该系统在碟式太阳能热发电系统中具有一定的竞争力。最后指出了需进一步解决和研究的问题。     

基于热经济学分析的太阳能辅助燃煤热发电系统性能研究

基于热经济学结构理论,建立太阳能辅助燃煤热发电系统的热经济学成本分析模型,并以C50-8.83/0.294型供热机组和太阳能热利用系统集成取代1段抽汽为例,对系统进行经济性能分析。结果表明,太阳能热量的引入导致太阳能辅助燃煤热发电系统的热经济性能优于单纯燃煤机组,但是由于煤价、集热器价格、年折算运行小时数等因素的综合影响导致系统经济性能较差。最后对热经济学成本进行敏感性分析。以拉萨地区为例,假定煤价上涨幅度和集热器降低幅度均为20%,则当集热器成本下降至480元/m2,同时燃煤价格达1 300元/t时,取代1段抽汽方案的单位热经济学成本与单纯燃煤近似相等,两者可竞争发电。为太阳能辅助燃煤热发电系统的实施提供一定参考。     

基于LCC谐振电路阻抗匹配的光伏发电最大功率点跟踪

为实现光伏发电应用中LCC谐振电路的最大功率点跟踪(MPPT),首先,基于傅里叶级数的动态相量法对LCC谐振电路建立了稳态数学模型.然后,基于阻抗匹配的思想,在其数学模型的基础上提出了一种以开关频率为控制变量的MPPT阻抗匹配方法.最后,根据已有文献提供的最大功率点测量矩阵为依据进行了仿真和实验,通过仿真和实验结果验证了这种阻抗匹配方法的正确性.与其它几种经典的MPPT算法比较,验证了以阻抗匹配思想为基础的MPPT方法有明显的优点.     

太阳能辅助小温差热发电系统的初步研究

太阳能辅助小温差热发电系统以工业废热作为第一级热源、太阳能集热器作为第二级热源,循环工质在热源中蒸发并过热后,在汽轮机中膨胀做功,从而驱动电机发电.分析了该系统的工作原理和循环过程,并在理论分析的基础上,进行了系统的热力计算.理论计算结果表明:在循环工质为R717,循环工质蒸发侧相变温度为60℃,冷凝侧相变温度为27℃的条件下,此太阳能辅助小温差热发电系统的总的发电效率可达7.15%,表明该小温差发电装置具有较好的应用前景.     

电磁超声检测系统阻抗匹配电路优化设计

为了提高电磁超声检测系统的检测效率,首先使用ADS电路开发软件设计阻抗匹配电路,而后利用MULTISIM仿真分析软件对所设计的阻抗匹配电路进行仿真分析,最后采用相应的电磁超声检测设备进行物理实验。研究结果表明：相比较于未经阻抗匹配设计的电磁超声检测系统,经过阻抗匹配设计后的检测系统,检测效率更高,实用价值更好。     

基于热声网络理论的驻波热声发动机起振模拟

为了研究驻波热声发动机的起振条件并更好地理解热声振荡的机理,采用热声网络理论对驻波热声发动机的起振过程进行模拟.从线性热声理论中的控制微分方程出发,推导出存在温度梯度的板叠传输矩阵的3种不同表达式,并通过计算对比3种计算方法的精度.根据热声网络理论,对自行设计的驻波热声发动机进行整机模拟,计算起振温度和频率随充气压力和板叠间距的变化,并与实验结果进行对比,计算的起振温度随充气压力的变化趋势与实验结果基本相同.计算结果表明：不同的充气压力应选择不同的板叠间距.对该驻波热声发动机,其最佳的板叠间距应为热渗透深度的2.20～2.30倍.     

热声网络理论及其在热声热机工程中的应用

介绍了热声网络的基本理论,论述了热声热机工程中网络模型的研究方法,指出了热声网络理论的发展方向.     

热声理论的研究进展

简要介绍了热声振荡的基本原理和特点,在具有偏置温差的热声核声通道中熵波和振荡流体的相互作用会产生热声效应—热声自激振荡或热声泵热.热声效应在热声热机（制冷机）、热声空调、混合物分离、太阳能利用等领域具有十分诱人的应用前景.回顾了热声理论的研究进展,主要包括热声网络模型、参数激励机理、特征时间研究、热力学优化、格子气模拟以及非线性热声理论等方面的一些最新成果.重点介绍了辛群在热声网络中的应用.系统中等温流体管道内工质运动的传输矩阵为辛矩阵,而存在温度梯度的热声回热器中气体工质微团的传输矩阵可以通过变量代换,将传输矩阵转换为辛矩阵,使整个热声系统网络传输都可用辛矩阵传输来表示.对热声理论研究的发展趋势进行了展望,提出了一些有待解决的问题和研究思路.