热声制冷机板叠内气体的微观热力循环分析

基于线性小振幅声场,探讨了气体微团与固体板叠之间能量传递规律,系统地分析了谐振腔板叠内的热力过程。利用物理上直观的拉格朗日法,阐述了气体微团与固体板叠之间的热量交换。通过分析一个气团总声能量的变化图,直观地了解气体微团与固体板叠之间热量交换的数值变化关系。结果表明驻波型声场板叠中的不同气体微团之间,像是一个个配合精巧、功能齐全的微型制冷机,气体微团通过接力作用,实现板叠上热量的搬移,在低温端得到制冷量。

磁致伸缩换能器位移输出仿真实验分析

利用有限元分析软件ATILA对磁致伸缩换能器内四组边界条件下的T-D材料棒进行了线圈激励下的位移输出分析,得到了ΔE和阶跃效应及两者共同作用时对磁致伸缩换能器辐射板端面纵向振动位移输出的影响。发现了线圈激励频率位于T-D材料棒一阶纵向振动固有频率附近时对辐射板端面纵向振动幅值的放大作用。选择了一组T-D材料棒边界条件进行了实验验证,发现了由于T-D材料棒温度升高而使其输出性能降低的现象。为磁致伸缩换能器在期望频率范围内获得理想输出性能提供了较为准确的依据。

驻波型热声制冷机板叠间的换热分析

基于线性小振幅声场,探讨了气体微团与固体板叠之间能量传递规律,系统地分析了谐振腔板叠内的热力过程。为了分析驻波型热声制冷机制冷因数,阐述了气体微团与固体板叠之间的热量交换,直观地了解气体微团与固体板叠之间热量交换的数值变化关系。运用稳态流动理论估算了气体与固体之间的换热量,根据经典传热学理论,对重要传热系数进行试验确定,但是试验结果与理论估算值有较大误差,表明稳态的对流换热理论已经不适用于热声理论。

提高热声制冷机制冷效果的研究

基于热声效应理论,分析了热声制冷机谐振腔内声压幅值对热声效应的影响。用有限元法对热声制冷机实验装置谐振腔内气柱活塞的振动特性进行了分析。用实验方法研究了激励频率一定时,声强对制冷效果的影响。研究结果表明:谐振腔内声强越高,热声制冷机制冷效果越好。

驻波型热声制冷机板叠温度分布的研究

基于驻波线性小振幅声场,从理论上分析了驻波声场板叠上温度分布,并用流体软件Fluent对板叠温度进行模拟仿真,由理论和仿真可知,驻波声场中板叠可以形成温度梯度而且无限长板叠上会形成高温低温交替出现的温度梯度。