新世纪的发动机——没有运动件的发动机热声斯特林发动机简介

1979年Ceperley首先提出热声斯特林发动机的设想,但是他做的模型未能运转。其后的热声发动机(又称热声热机)采用不可逆驻波热声循环,热效率较低。1999年5月,“NATURE”刊载美国能源部LosAlamos国家试验室科学家S.Backhaus和G.Swift的文章:“热声斯特林热发动机(AthermoacousticStirlingHeatEngine)”,采用可逆斯特林循环热声热机,使热效率大大提高。热声斯特林发动机被认为是21世纪的发动机,将有可能替代传统的发动机——内燃机。国外许多刊物的“未来的发动机”、“没有运动件的发动机”、“无活塞热气机——热声发展的方向”等为题…     

纯环路型和混合型行波热声发动机的对比实验

研制了以陶瓷为板叠的行波热声发动机实验装置,进行了纯环路型与混合型行波热声发动机热力性能的对比实验研究,分析了系统的起振和消振过程及机理,研究了加热端温度、冷却端温度和回热器对系统性能的影响。结果表明,混合型行波热声发动机比纯环路型行波热声发动机具有更低的起振温度;且随着冷却端温度的升高,系统的起振温度也随着升高;回热器孔径对系统的性能有较大的影响,本实验中回热器孔径为0.8mm时系统起振温度最低;实验过程中还发现了"二次起振"现象。     

回热器参数耦合对热声发动机声功增益率的影响

基于线性热声理论,研究热声发动机回热器的几何参数和声场参数的耦合对其声功增益率的影响.较小的相对水力半径(几何参数)耦合负的近行波阻抗相角(接近0°相角)及较高的无量纲阻抗幅值(声场参数),可以有效提高回热器的声功增益率.在此基础上分别研究了驻波型、行波型和混合型热声发动机回热器的几何参数和声场参数的耦合特性,计算分析...     

外加扰动对热声发动机起振特性的影响

热声发动机利用热声效应将热能转化为声功，系统中没有任何运动部件，具有结构简单、效率高、环境友好等突出优点。为了充分发挥热声发动机可利用低品位热能的优势，进一步降低系统的起振温度对热声热机的应用具有重要意义。该文首次提出利用外加扰动降低系统起振温度的设想，并在自行研制的多功能行波热声发动机实验台上进行了实验验证。初步实验结果表明，外加扰动可以大幅降低热声发动机的起振温度。实验以氮气为工质，当系统充气压力为0．9MPa时，通过加入压力扰动使系统的起振温度由原来的219℃降低到193℃。系统研究了外加扰动对热声发动机整个起振和消振过程的影响，获得的结果对加深热声系统起振机理的认识及热声发动机的实用化研究具有重要的指导意义。     

安装倾角对热声发动机性能影响的试验研究

为充分利用太阳能作为驱动热源,开展了驻波型热声发动机在不同安装倾角下热力性能的试验研究.试验结果表明,热声发动机的安装倾角对热声系统的起振温度、消振温度以及起振时板叠中的温度梯度等参数有着显著的影响,当系统中氮气压力为1.3MPa时,在试验的7种角度下.最高起振温度484℃,最低起振温度428℃,该特性为选择合适角度以降低系统起振温度提供了试验依据;而当系统稳定振荡时,安装倾角的变化对系统的压比和压力振幅等热力特性的影响较小,该特性为利用自动跟踪太阳能集热器在不同角度下驱动稳定振荡的热声发动机创造了有利条件.试验结果为设计太阳能驱动的热声发动机提供了试验依据.     

采用混合工质的热声驱动脉管制冷实验研究

在计算了惰性气体二元混合工质的热力学参数之后,采用氦-氩混合气体作为工质来提高热声驱动脉管制冷的性能。实验结果表明,热声驱动脉管制冷机采用适当配比的氦-氩工质可获得比纯氦更加优越的制冷性能。     

我国百瓦级行波热声发电机原理机问世

中国科学院理化技术研究所罗二仓等研究人员日前成功研制出百瓦级的行波热声发电机原理样机，成为国际上率先研制出行波热声发电原理样机的两个单位之一（另一单位为美国Los Alamos国家实验室）。和美国不同的是，理化所研制的热声发电机发出的电力已经达到了美国Los Alamos国家实验室的近2倍。     

声和热声转换

声和热声转换李汉炎说到声音，我们的耳朵时刻都在跟它打交道。耳朵会发电吗？要了解其道理，应先了解为什么耳朵能听到声音。耳朵有一个精细的结构，粗略地讲，耳朵产生听觉开始于耳鼓接收声音产生的膜振动，传送到内耳，通过耳蜗内淋巴液形成移动的压力波作用在基底膜及...     

液相工质热声热机——低品位热源热机的新方法

综述了以朗肯循环为基础的低品位热源热机的研究现状，指出采用相变工质是朗肯循环热机的最大优点。简述了热声理论，指出热声转换对工质的本质要求取决于等压热膨胀系数β０通过对液相工质特性的讨论，指出工作于近临界状态下的液相工质热声热机是利用低品位热源的合理方案。     

热声热泵和制冷

一个热声换能器是以动力机功能运行还是以制冷机功能运行，决定于回热器的温度梯度。温度梯度足够大为前者，不够大为后者，它们的分界称为临界温度梯度。这个临界温度梯度基本上是气体微团单纯由于压缩（或膨胀）时温度随位移的变化率。实际运行的温度梯度大于临界温度梯...     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON VARYING THE COMPRESSION RATIO OF SI ENGINE WORKING UNDER DIFFERENT ETHANOL–GASOLINE FUEL BLENDS

Using different ethanol–gasoline fuel blends, a VARICOMP engine was used to study the effect of varying the compression ratio on SI engine performance. The performance tests were carried out using different percentages of ethanol in gasoline fuel, up to 40%, under variable compression ratio conditions. The results show that the engine indicated power improves with the percentage addition of the ethanol in the fuel blend. The maximum improvement occurs at 10% ethanol–90% gasoline fuel blend. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

活塞式内燃机燃用沼气的研究

简要介绍了沼气的产生、成分、物理化学性能以及活塞式内燃机燃用沼气可能发生的燃烧速度慢、后燃严重、排气温度高与热负荷大等问题，提出了掺烧和快速全烧两大措施；并相应研制出沼气-柴油双燃料发动机和火花点火全沼气发动机发电机组来适应这两种燃烧方式，取得了较好效果。最后提出将沼气提纯、加压，使其性能接近压缩天然气来作为汽车燃料的方案。     

一种新型全铝扁盒式PV/T热水系统

将单晶硅光伏电池与全铝扁盒式太阳能热水器集热板通过特殊工艺粘结起来,制成了一套自然循环式光伏光热一体化(PV/T)系统,在利用太阳能发电的同时提供热水。于04年7月-10月在合肥地区进行了室外实验,测试并讨论了该系统以不同水量和不同初始水温运行时的光电光热性能。结果表明,当m/Ac>80kg/m2时,这种PV/T热水系统的发电效率在10.15%左右,热效率在50%左右,光电光热总效率可以达到60%左右,光电光热综合性能效率可以达到70%左右。相对于单纯的光伏系统或自然循环式太阳能热水系统,这种PV/T热水系统具有占地面积小、综合效率高等优点。     

热解焦对生物质焦油催化裂解的影响

在小型固定床反应器上,以甲苯为模型化合物对生物质焦油在热解焦上的催化裂解反应进行了研究。重点考察了裂解温度、热解焦粒径尺寸、气相停留时间和水蒸气的流量对焦油的转化率和裂解气成分的影响。结果表明,高温条件下,热解焦对甲苯的裂解具有明显的催化作用。850℃时,所用的两种热解焦对甲苯的转化率分别达到了92.7%和97.0%,同时发现,较小粒径的热解焦和较长的气相停留时间更有利于甲苯的深度裂解。另外,随着水蒸气流量的增加,甲苯的转化率和气体中CO的产率均增大,但当蒸汽甲苯比(S/T)超过6.1时,继续增加水蒸气的流量,甲苯转化率并无明显地提高。     

混合工质用于地热热泵系统的实验研究

针对以40℃－45℃地热尾水为低温热源的热泵系统,进行了大量的实验研究,首先,在该系统中采用了循环性能较好的低环害混合工质,以达到实际运行和环保要求,其次,根据不同的冷凝器水流量和凝器的进口水温,总结得出了大量稳定工况实际样本,并绘制了不同水流量和水温下的EER（能效比）值曲面,为热泵在实际工程应用中的变工况调节运行的智能化提供了参考数据。     

工作气氛对氮化硅薄膜结构的影响

以石英玻璃和抛光硅片做为衬底材料,采用射频磁控反应溅射法,通过改变Ar/N2流量比得到了一系列氮化硅薄膜.用分光光度计对薄膜的光学特性进行了表征;X射线光电子能谱(XPS)表明薄膜中出现了Si-N的键合结构;原子力显微镜(AFM)图显示了在抛光硅片上制备出的薄膜比较平整、致密.实验结果表明:纯N2条件下制备的薄膜比使用Ar和N2混合气体条件下制备的薄膜中的SiNx含量要低;在混合气体参与的条件下,随着氮气流量的增加,薄膜中出现了微孔,缺陷态增加,并对微孔的形成机制进行了解释.     

点火提前角对氢发动机性能的影响及智能控制技术

进行了进气管喷射的氢发动机点火提前角对发动机性能影响的研究，试验指出了点火提前角对氢发动机动力性，经济性和排放性能有较大影响。建立了模糊神经网络控制系统对点火提前角进行优化控制，建立了一个改进的模糊神经网络系统代替传统的试验方法来求解氢发动机的最佳点火提前角(MAP)。仿真和试验结果的对比研究给出该方法具有较高的运行精度。     

太阳能固体吸附式制冰机不同吸附工质对的实验研究

在构建的太阳能制冰机的基础上，选用活性炭-甲醇、活性炭-乙醇作为吸附制冷工质对，在外界环境条件及辐射能量条件相同的条件下，分别对两种不同的吸附制冷工质对进行解吸量、吸附量和制冰量的实验。通过对大量实验数据的分析与整理，所得出的结论是：对固体吸附式制冰机装置而言，活性炭-甲醇工质对仍是最佳的吸附制冷工质对，活性炭-乙醇工质对不适合于太阳能固体吸附式制冰机中。     

BUTANOL—A SINGLE CYLINDER ENGINE STUDY: ENGINE PERFORMANCE

The effect of methanol and butanol addition to gasoline on brake specific fuel consumption (b.s.f.c.), exhaust gas temperature, and thermal efficiency has been experimentally investigated. A Hydra single cylinder, spark ignition, fuel injection engine was used over a wide range of fuel/air equivalence ratio (ϕ=0⋅8 to 1⋅3) for 30% volume alcohol–gasoline blends. The goal of this work is to study the engine performance when methanol and butanol–gasoline blends are used. The performance measurements show that there is an increase in b.s.f.c. when using alcohol–gasoline blends, and b.s.f.c. of a butanol–gasoline blend is less than for a methanol–gasoline blend. The experimental results show that the engine thermal efficiency was decreased when fueled with alcohol–gasoline blends. It was found that there was about a 4.5% reduction in engine thermal efficiency at ϕ=1⋅0 when 30% butanol was blended with gasoline compared to pure gasoline. The exhaust gas temperature measurements show that there is an increase in temperature in the case of using gasoline as compared to alcohol–gasoline blends, and that the temperature reaches a maximum at ϕ≈1⋅1 when using gasoline and alcohol–gasoline blends. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.