热声发动机驱动阻容负载的实验研究

进行了热声发动机驱动阻容负载的实验研究,分析讨论了阻容负载中声阻和容抗对整机性能的影响.首次通过实验验证了当声阻与容抗相等时,热声发动机向阻容负载传递的声功率最大.以氦气为工质,在充气压力2.1 MPa、加热功率2 000W的条件下,采用110 cm3的气库,在1台驻波型热声发动机上获得了最大43.1 W的声功率输出.     

微型热声驱动器的实验研究

主要针对热声驱动器的微型化开展研究工作,为微型热声驱动器的设计和优化提出了一些思路和建议.制作了1台微型热声驱动器的实验模型机,着重研究结构与操作参数对系统的声波幅值、谐振频率和起振温度等性能参数的影响情况.结果表明,合理设计微型驱动器的结构,可以使系统在较低的温位下起振,本装置最低起振温度在100℃以下.谐振频率主要受系统的长度影响,而声波振幅则与输入功率及板叠在谐振管中的相对位置相关.     

负载阻抗对热声发动机性能影响分析

为了探索负载的阻抗特性对热声发动机性能的影响，利用线性热声理论，对驻波型热声发动机驱动阻容负载进行了数值模拟.根据模拟计算结果，分析讨论了阻容负载的阻抗对热声发动机的压力振幅、压比、速度振幅、板叠热端温度以及传递给负载的声功率等性能的影响.在模拟计算的基础上，进行了热声驱动阻容负载的初步实验.计算和实验结果表明，当负载的声阻与容抗相等时，热声发动机向阻容负载传递的声功率最大，此时，负载入口处的压力振幅和压比最小，板叠热端温度最高；阻容负载容抗越小，对应的声功率和板叠热端温度的峰值越大，而压力振幅和压比的谷值越小.