對沖型振蕩管性能研究.pdf

1、振蕩管是氣波制冷機的主要元件之一，肩負著耗散管內(nèi)氣體能量的任務。因此，為保證氣波機制冷的需要，工業(yè)氣波機振蕩管長度一般較長，振蕩管末端溫度較低，系統(tǒng)的振蕩管壁溫分布研究結(jié)果比較缺乏。同時，以往研究表明氣波制冷機等熵制冷效率隨射流頻率變化而大幅波動，影響了氣波制冷機變工況工作的適應能力。針對以上兩個問題，本文采用了數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法，對振蕩管內(nèi)流動進行深入分析，提出了振蕩管結(jié)構(gòu)的改進方法，并對新型振蕩管——對沖型振蕩管進行了系統(tǒng)的

2、實驗與數(shù)值分析，為其實際應用奠定了基礎。本論文的主要研究工作及所形成的主要結(jié)果與結(jié)論如下： (1)建立了完善的氣波機實驗裝置和測試系統(tǒng)，可較好地完成振蕩管內(nèi)瞬態(tài)壓力、振蕩管外壁溫度、機器制冷性能及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化等實驗工作，建立了多管、多周期氣波振蕩管的數(shù)值分析模型，可對不同結(jié)構(gòu)振蕩管內(nèi)流體流動過程進行模擬，為進一步揭示振蕩管制冷機理提供條件。 (2)對一端封閉均直振蕩管的擘溫分布進行研究，結(jié)果表明：不同參數(shù)條件下，氣波機振蕩

3、管的壁溫分布均為沿管長先迅速上升然后緩慢下降，振蕩管的木端溫度較低，通過改變參數(shù)而提高壁溫的幅度有限，即管長利用率較低，并且隨著射流頻率等參數(shù)的變化振蕩管管長利用率將變得更低，造成了管材的浪費。 (3)對振蕩管內(nèi)壓力波的相交透射過程進行的研究表明，激波的相交能引起此處振蕩管管壁溫度上升，利于管內(nèi)氣體能量的外輸耗散，據(jù)此提出了對沖型均直振蕩管結(jié)構(gòu)，并對其進行了實驗與數(shù)值分析。結(jié)果表明：對沖型均直振蕩管實現(xiàn)了激波在兩管連通處的相交透

4、射，提高了兩振蕩管連通處管壁的溫度，即提高了振蕩管的管長利用率。同時，削弱了返回振蕩管入口端激波的強度，振蕩管的等熵制冷效率提高；與一端封閉均直管相比，振蕩管的等熵制冷效率提高可達5％左右，且等熵制冷效率的波動范圍略有降低。 (4)根據(jù)對沖型均直振蕩管的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合突擴結(jié)構(gòu)——激波吸收腔削弱反射激波強度的機理，提出了對沖阻尼型振蕩管結(jié)構(gòu)，并對各參數(shù)對其制冷性能的影響進行了系統(tǒng)實驗和分析。結(jié)果表明：對沖阻尼型振蕩管能夠?qū)⑷肷浼げ?/p>