热声热机回热器特性参数影响的模拟分析及优化

本文对回热器的长度、水力半径或板叠间隙、回热器在驻波声场中的位置等回热器特性参数对其性能的影响进行了模拟分析,并在此基础上对回热器或板叠特性参数进行了优化。     

热声制冷机回热器的现状及展望

概括介绍了目前热声热机常用热声研究理论及常见类型的热声回热器。重点综述了目前常用回热器研究理论及实验研究进展,针对不同种类回热器进行简单分析对比。基于热声回热器发展的现状对回热器今后研究发展趋势进行了展望。     

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。     

热声回热器自激振荡特性的研究

从热动力学理论出发,定量地证明回热器的自激振荡特性为负阻尼振荡。回热器是热机系统的热声源,从外热源吸收热能补偿热机系统的能量耗散,维持系统的热声振荡。对不同的回热器填料进行比较,为回热器的填料选择提供了理论依据。     

热声热机--无运动部件的低污染热机

通过对国内外热声热机理论和实验研究的分析 ,提出在我国发展热声热机的一些建议     

热声回热器的频率特性研究

引入传输损耗的概念,采用集总参数和分布参数两种方法,分析了热声热机中连续结构回热器的频率特性,两者的计算结果十分接近。同时,考虑集肤效应的影响,研究了不同出口条件下回热器的传输损耗特性,结果表明,出口条件的变化不会对回热器的固有频率产生影响,进一步证明了频率特性是回热器的固有属性。这种理论计算的方法为实验法测量回热器的频率特性提供了一定的依据。     

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。     

热声回热器内声场数值模拟研究

对热声系统板叠及其附近流域进行了声场、流场特性的数值模拟研究。通过不同计算方法的对比,网格独立性验证等确定了误差最小的二维可压缩湍流模型。模拟结果分析了典型工况下热声回热器内部的压流分布特点,观察了板叠末端涡结构的周期性,并且对比了不同周期下涡结构的变化。结果表明,在压力场达到稳定后,由于流场的粘性,使得回热器内速度场的稳定具有滞后性,两者的稳定并不同步。     

热声热机的频率特性研究

热声效应是热声回热器与热声工质在一定的温度梯度作用下相互作用的结果,热声热机的频率是热声系统的一个重要参数,对于热声制冷机其直接决定了消耗声功而泵热的可能性.分别分析了不考虑热粘效应和考虑热粘效应时空谐振管的谐振频率,认为考虑热粘效应时,谐振频率大于不考虑热粘效应时的频率,同时分析了有温度梯度存在时的热声驱动器和热声制冷机的谐振频率,认为热声器件的存在改变了系统的频率特性,使系统的频率高于没有板叠存在时的频率.此结论对于热声制冷机的设计有重要的指导意义.     

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.     

交变流动热机的介观热力循环理论 第二部分:发动机回热器的介观热力循环模型及分析

根据物理上直观的拉格朗日法,分析了交变流动发动机中回热器内代表性气体微团的热力过程和循环.分析表明,回热器中的每个气体微团都是一个功能完整的微型发动机,只不过它们工作在不同温度水平.在回热器中,微团通过接力作用,逐步将高温热源的热量转换为声功,并将不能转换的热能排向环境温度热源.     

回热器填料热声特性研究--网络模型算法的应用和验证

采用网络模型计算热声热机系统的输出声功率。对不同回热器填料以及对同种回热器在不同间距和不同振荡压力比条件下进行了数值计算，计算结果表明：在其它相同条件下，针束型回热器热机系统输出声功率比板叠回热器热机高。     

热声回热器频谱特性的研究--网络类比法的应用

采用网络类比法对回热器热声效应机理进行描述，并建立起网络类比数学模型，采用该模型对回热器不同填料的频谱特性进行了分析和比较。为回热器填料的选择以及回热器与热机系统频率的匹配提供理论依据。     

热声热机数值模拟研究及其进展

随着热声理论的不断成熟,以及计算机技术、计算流体动力学和传热学的快速发展,数值模拟已成为与理论分析和实验研究相并列的三大研究手段之一。介绍了数值模拟研究的基本模型,重点综述了近年来热声热机数值模拟方面的研究成果,并在此基础上进行总结,展望了热声热机数值模拟方面今后的发展趋势。     

热声热机的网络模型与仿真研究

介绍了热声热机的网络模型和其仿真计算方法。所开发的计算程序能预测热声系统的声场、回热器等元件及系统的阻抗、以及包括制冷量、制冷温度、热流、声功和ＣＯＰ等的性能参数。本模型的仿真研究将为热声系统的优化设计提供前提和依据。     

交变流动热机的介观热力循环理论--第一部分 制冷机回热器的介观热力循环模型及分析

提出了交变流动热机的介观热力循环理论,系统地分析交变流动热机中关键部件的热力过程.本部分将基于物理上直观的拉格朗日法,首先分析回热器内具有代表性微团的热力过程,进而阐述回热器整体在整机中的热力工作过程和功能.分析表明,回热器中的不同气体微团及相应的固体工作介质更像一个个配合精巧、工作在不同温度水平、功能完整的微型热机.对于制冷机来说,回热器内的微团通过接力作用,一步步将低温热源的热量向高温泵送,并最终排向环境温度热源.     

行波热声发动机中平板与丝网回热器的对比实验研究

制作出了一个平板回热器,将其置入行波热声发动机中与丝网回热器进行对比实验研究.实验结果表明,平板回热器能够有效提高行波热声发动机的输出声功,但是其热效率有所降低.     

驻波热声热机的最优频率特性

对驻波热声热机平板型回热器的频率进行了优化,导出了声功率最大时的最优频率,通过数值算例讨论了平板间距、板叠温度梯度等参数对最优频率的影响.     

热声热机蓄热型换热器实验研究

热声热机具有可靠、环保及可利用低品位能源等优点,在余热利用方面有着广阔的发展前景。分析了传统换热器应用于余热利用热声热机中的不足,提出用蜂窝陶瓷材料的蓄热型换热器。建立了简易的实验台,对蜂窝陶瓷导热性能及蓄热性能进行实验,发现当蜂窝陶瓷热端温度由409℃降至377℃,冷端可以在120 s内保持温度恒定,证明其具有良好的蓄热能力。     

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。