交变流动下丝网回热器中压降特性的数值分析

本文建立了低温制冷机回热器的多孔介质模型,推导出丝网型多孔介质中渗透率和惯性项系数的表达式.该式考虑了回热器的结构尺寸、交变流动及频率、大温差等的影响.在此基础上,通过数值方法研究了交变流动中不同工作频率下的回热器的压降特性,结果表明,回热器两端压降幅值与系统工作频率基本成线性关系;回热器中大温差引起的气体物性变化在交变流动阻力计算中不容忽视,考虑温差影响时计算的压降幅值与实验符合较好,而忽略温差影响时最大偏差达20%以上.

丝网回热器中换热性能的优化

建立了低温制冷机回热器的非各向同性多孔介质模型，基于可用比热容、轴向导热率、回热效率和综合性能参数等性能指标，以不同目数及丝径、不同物性材料的金属丝网回热器为对象，对回热器的换热性能进行了数值优化研究。结果表明：回热器填料的比热容和密度越大，可用比热容越大，则制冷量越大；可用比热容相同时，热渗透深度大的制冷量反而小；可用比热容随着径向导热率的增加而增大，但制冷量却随之减小；轴径向导热比取0.1时，制冷机的制冷量比回热器按各向同性处理时要高0.5～2.0W，可见通常模型中不考虑非各向同性因素计算获得的制冷量会偏低；选择导热率相对低的填充材料或通过改变丝网填充方式来降低回热器轴径向导热比，可减小轴向漏热量；通过控制不同目数丝网的填充比例（体积分数），如热端75％200目和冷端25％250目，且冷端采用导热率较低的不锈钢丝网的多段式回热器，可提高回热效率和综合性能参数，从而获得更佳的换热效果。

行波热声发动机中平板与丝网回热器的对比实验研究

制作出了一个平板回热器,将其置入行波热声发动机中与丝网回热器进行对比实验研究。实验结果表明,平板回热器能够有效提高行波热声发动机的输出声功,但是其热效率有所降低。

不同填料对丝网回热器性能的影响

用不同粒径的铜丝网和不锈钢丝网为填料,分别制作了6种不同的回热器(标号为R1-R6),通过实验对它们的性能进行了考察.研究结果表明:丝网的材料、粒径和组合方式不同,对回热器性能的影响不尽相同.通过比较不同回热器的回热损失及综合效率发现,单段式丝网回热器R1-R3的回热损失和综合效率各有优缺点,而采用适当组合后的多段式丝网回热器R6性能最优;当回热器热端选择粒径较小的丝网及在冷端采用导热率低的填料时,可大大提高回热器的换热效率.

基于格子波尔兹曼方法的分层丝网回热器流动特性模拟

分层丝网回热器被广泛应用于低温机械制冷机中。通过构建单一目数丝网回热器与分层丝网回热器微观物理模型,利用格子玻尔兹曼方法(LBM),直接对不同结构丝网回热器流场进行了数值模拟,得到了不同结构丝网回热器的微观流场和两端的无量纲压差。模拟结果显示,LBM能有效预测丝网回热器的稳态流动阻力系数。对于分层丝网回热器,随着入口速度的增加,丝网回热器内整体流场的速度分布不均匀性增大,分层丝网回热器最大流速与无量纲压降主要受低目数丝网的特性决定。

圆管及网格填料回热器非定常交变流动阻力特性的研究

首先简要介绍了国内外有关周期振荡／往复流动的研究进展情况。然后，从最基本的流体力学方程出发， 探讨了描述振荡流动从层流到湍流转变的无量纲准则数。研究了圆管内处于充分发展层流的周期性往复流动时的流动阻力特性以及动力学特性。最后， 对广泛使用于回热式热机（发动机和制冷机）的回热器的流动阻力特性及动力学特性进行了分析研究， 在综合前人各种理论及实验成果的基础上， 提出了作者的看法。以上研究对深入认识周期往复流动的规律有一定的作用。