駐波型熱聲驅動脈管制冷機性能研究.pdf

1、熱聲驅動脈管制冷機這種無機械運動部件的新型制冷系統(tǒng)已經成為制冷與低溫學術領域的研究熱點，并且也受到了工業(yè)界的關注。該系統(tǒng)沒有機械運動部件，具有結構簡單、運行可靠、無污染等優(yōu)點。 本文首先回顧了熱聲熱機的發(fā)展歷史及其應用前景，介紹了熱聲理論的研究進展，分析了研究非線性熱聲理論的必要性，并總結了非線性熱聲理論的研究進展。在此基礎上，重點開展了以下研究工作： 1)分別介紹了駐波型熱聲發(fā)動機改進前后的加熱器、水冷器和高溫氣庫的結

2、構、作用及其對熱聲系統(tǒng)性能的影響。 2)對改進前后的熱聲發(fā)動機系統(tǒng)在未帶負載、帶聲壓放大器加阻容(RC)負載、帶聲壓放大器加脈管制冷機三個方面的性能分別進行了比較和分析。發(fā)現(xiàn)改進后的熱聲發(fā)動機系統(tǒng)能帶動更長的聲壓放大器，在更高的加熱功率下工作，使得聲壓放大器出口處能得到更大的壓比和壓力振幅，系統(tǒng)能夠提供給RC負載的最高聲功增大，脈管制冷機能夠達到的最低制冷溫度降低到75.62K，比改進前所能達到的最低制冷溫度79.7K進一步降低

3、。 3)對聲壓放大器的壓力放大作用進行了理論分析。并通過數值模擬及實驗探討聲壓放大器長度變化對熱聲發(fā)動機系統(tǒng)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在RC負載聲阻不同的范圍內，系統(tǒng)的性能隨著聲壓放大器長度的變化趨勢有很大差別。 4)總結了在實驗中觀察到的頻率跳變現(xiàn)象。通過對頻率跳變現(xiàn)象的總結，將駐波型熱聲系統(tǒng)的運行模式分類，對跳頻現(xiàn)象出現(xiàn)的聲阻范圍、跳頻現(xiàn)象隨輸入功率的變化關系以及跳頻現(xiàn)象和聲壓放大器長度的關系進行了分析和總結。并且采用S.ka