采用He-Ar混合工质的热声压缩机的制冷性能研究

基于理论分析，进行了惰性气体混合工质的热声压缩机驱动动脉管制冷机的性能试验。初步的实验结果表明，随着氦氩混合工质Pr数的减小，热声压缩机性能得到了提高，工作频率降低，从而使脉管的制冷性能得以改善。     

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。     

热声驱动脉管制冷机的实验研究

采用热声压缩机驱动脉管制冷机,使彻底消除低温制冷机中的运动部件成为可能。作者研制了热声驱动脉管制冷机实验台,着重研究了加热温度,平均工作压力,小孔开度等主要因素对制冷机性能的影响。初步实验中,以氮作工质,获得了－３８．７℃的无负荷制冷温度,最大温降达５４．７℃。此外,还指出了进一步的改进方向,具有一定参考价值。     

热声驱动脉管制冷装置波长数的计算和实验验证

讨论了预测热声装置频率和波长数的意义和方法，给出了双边气库型和混合气库型热声装置的频率和波长数的计算结果，并通过实验进行了验证。     

热声制冷的实验研究

热声制冷作为一种很有前途的制冷方法,在国内外引起了极大的兴趣。介绍了一套热声制冷机实验台。该热声制冷机由声发生器、共振管、板叠、高低温换热器管组成,在此基础上进行了热声制冷的实验研究,重点研究了输入频率、输入电压和平均充气压力对热声制冷机性能的影响,在以氮气工作的情况下,制冷机冷端温度下降了１２℃。     

单直线压缩机驱动双脉管冷指的实验研究

为了在不同位置获得不同的制冷性能,设计了一台线性对置压缩机驱动两台同轴型脉管冷指的实验方案并搭建了试验台.通过实验研究两台脉管制冷机耦合的制冷性能.实验结果显示:两台设计相同的脉管冷指性能不同,经过耦合后制冷性能差异更大,可同时达到1.79 W@60 K和1.384 W@60 K制冷量.     

混合工质脉管制冷的热力学性能预测

提出了用于预测混合工质脉管制冷热力学性能的改进型Brayton制冷循环,建立了制冷系统制冷量和制冷系数COP的理论表达式。在对多种低温流体的预测计算的基础上,提出了具有应用潜力的混合工质对。计算结果表明,如果用10%氮与90%氦的混合工质对代替纯氦,脉管制冷机在80K温度下的制冷系数和制冷量分别可以提高9.5%和6.7%。此外还讨论了其它可能用于80K温区脉管制冷的混合工质对,如氢-氦、氩-氦、氖-氦混合物等。     

120 K热声驱动脉管制冷机

在自地研制的驻波型热声压缩机驱动脉管制冷系统中,以氦为工质,取得了119．7K的制冷温度,达到了能够进行天然气液化的低温区。     

热声热机实验研究进展

热声热机是基于热声效应原理的一种新型的能源转换机械,因其本质上可实现完全无运动部件以及较高的转换效率引起国内外学者的广泛关注,理论和实验研究相得益彰。较详细描述了国内外学者对驻波、行波热声发动机、热声制冷机以及热声驱动脉管制冷机的实验研究方面的一些研究成果及进展,最后对热声热机的发展方向进行了展望。     

大型多功能热声发动机的研制及初步实验 第一部分 热声发动机的研制

设计并制作了一台大型多功能行波热声发动机，该热声发动机长4．5m，高1．25m，设计最大输入功率5kW。它不仅可以用于行波与驻波混合型热声发动机实验，还可以单独进行行波环路实验及热声发动机驱动脉管制冷机实验。该热声发动机中没有任何运动部件，同驻波热声发动机相比起振温度低、压比大，这对低品位能源的利用具有重要意义。着重介绍该热声发动机系统的研制和测量系统的组成，相关实验结果将另文介绍。     

热驱动热声制冷技术发展现状与展望

热驱动热声制冷技术利用热声发动机输出的高强度声波驱动热声制冷机实现制冷,即实现热—声—冷能源转换,是一种环境友好、近零电耗且热源适应性好的新型绿色制冷技术。热驱动热声制冷系统工作温跨大,可实现室温至液氦温区不同制冷需求,在多个领域具有广阔的应用前景。本文以热驱动热声制冷技术近三十年来的发展为基础,介绍了热驱动热声制冷原理和分类,从热驱动室温热声制冷机和热驱动低温热声制冷机两个方面综述了研究现状和发展方向,对该技术在室温制冷、余热/冷回收、天然气液化和低温制冷等方面的应用及相关研究进行了归纳分析,并指出未来的研究需要在热声新流程、谐振机构、高效热声转换、低品位能源利用、工程样机实用化等方面实现协同突破,形成效率高、功率大、起振温度低、可实现极低温、稳定可靠的热驱动热声制冷技术,从而推动新型绿色制冷技术的科学发展与应用。     

热声驱动脉管的匹配问题及系统设计

针对热声驱动脉管制冷系统中热声驱动器输出的压力波具有频率高,压比低以及输出功率小等特点,定性分析了热声驱动器及其驱动的脉管之间的结构,工艺及热力参数等的匹配问题,并提出了一具有高频特性的脉管的设计方案。     

热声制冷效应验证的实验设计

热声制冷技术是一项新的冷制技术。它具有无运动部件、运行可靠、寿命长和环保等优点。在航天、微电子、低温物理及军事等领域有着十分诱人的应用前景。热声制冷机主要由声驱动器、共振管、热声叠和换热器等部件组成。根据热声制冷原理,利用常见的材料和仪器,采用自制的玻璃管状热声叠,设计了一套结构简单的扬声器驱动热声制冷实验验证装置。实验结果表明:以空气作工质,在无冷却措施的情况下,在系统运行较短时间内,实现了13℃的降温及25℃的温跨,热声制冷效应十分明显。该装置可用于研究热声制冷效应的影响因素。     

一种新型高频热声装置的实验研究

介绍一种新型高频热声转换实验装置,产生了频率在20kHz以下的高频热声现象。通过实验研究及理论分析得出：当输入电压为正弦交流时,输出声压的频率与输入电功率的频率相同,都为输入电压频率的两倍,声压幅值与电压幅值的平方成正比;当输入电压为直流与正弦交流叠加时,声压曲线形状及声压幅值取决于直流与交流的电压相对幅值。实验装置是一无任何运动部件的小型高频发声器,可以作为一种特殊的小型声源发生器使用。     

谐振子耦合型热声驱动脉管制冷机研究

热声驱动脉管制冷机通常采用直接或者长管耦合的方式,但是因为耦合后的发动机和制冷机难以达到最佳的工作状态,耦合长管的损失也比较大,因此整体效率较低。本文提出一种热声驱动脉管制冷机结构,利用谐振子耦合热声发动机和脉管制冷机,能够显著减小声功传递损失,提升整机效率。全文针对在900 K加热温度、80 K空气液化温区下的热声驱动脉管制冷机展开理论研究,首先分析了谐振子耦合机理,并对谐振子参数进行了优化设计;其次,研究了加热温度、制冷温度和机械阻尼对系统性能影响;最后,将谐振子耦合型与长管耦合型两种方式的热声驱动制冷机进行了对比分析。结果表明:在平均压力为3MPa,加热温度为900 K,制冷温度为80 K时,谐振子耦合的热声驱动制冷机可获得整机22.5%的效率,而长管耦合的热声驱动脉管制冷机获得11.6%的效率。     

热声制冷机及其改进实验研究

热声制冷作为一种很有前途的制冷方法，在国内外相关领域引起了极大兴趣。热声制冷机由声发生器、共振管、板叠及高、低温换热器等部分组成。对声驱动器的振动膜及其冷却系统、气体弹簧系统、高、低温换热器进行了初步改进，使制冷机冷端温降从原来的12℃提高到27℃左右，这是目前国内报道的最大温降。     

热声制冷技术的研究状况

对国内外热声制冷技术的研究状况进行了综述 ,总结了热声制冷的各种特点与待解决的问题 ,并提出了目前该领域研究的几个热点方向。     

行波热声发动机加热器改进及其驱动脉管制冷机系统实验研究

对自行研制的行波型热声发动机中的核心部件加热器进行了改进.采用改进的热声发动机驱动单级小孔型脉管制冷机,以氦气为工质,在充气压力为2.2 MPa的条件下,获得了110 K的最低制冷温度.通过对实验结果的分析,着重阐明了热声发动机和脉管制冷机之间的频率匹配问题及其改进途径,为进一步深入研究指明了方向.     

热声制冷技术的研究与进展

热声关系很早就受到了科学家们的注意,基于热声效应的热声制冷技术是一种涉及声学和热力学两大学科的边缘技术,是目前制冷与低温领域研究的热点之一。本文回顾了近年来国内外热声工作者在热声理论和热声制冷上的研究进展,论述了热声制冷的应用前景,总结了热声制冷的研究热点方向,并对热声学研究在今后的发展趋势进行了展望。