新型热声发动机驱动的脉管制冷机实验研究

为完全消除低温系统中的运动部件,简化低温系统结构并提高其可靠性,对自制新型热声发动机驱动的脉管制冷机系统进行了实验研究.对热声发动机的性能进行了实验分析,确定出系统充气压力和制冷机的接口位置,将一台单级小孔型脉管制冷机接到系统中.通过调节小孔阀,对脉管制冷机性能进行了优化.结果表明,以氦气为工质,在充气压力为2 MPa时,发动机单独运行时最大压比达1.19,驱动单级小孔型脉管制冷机获得了119 K的低温,这为热声制冷机系统应用于天然气液化奠定了良好基础.

热声发动机驱动的脉管制冷机模拟及实验研究

基于回热器计算软件REGEN3.2,通过数值模拟分别研究了热声发动机的频率、输出压比、充气压力以及脉管制冷机的回热器长度对热声驱动的脉管制冷机制冷性能的影响,并预测了该台脉管制冷机的最低制冷温度为45 K.实验研究了不同工质、热声发动机输出压比、声功输出装置以及脉管制冷机回热器长度对脉管制冷机性能的影响.实验结果表明,热声驱动的脉管制冷机的优化方向为提高热声发动机的输出压比、降低频率以及适当提高充气压力,这与数值模拟结果吻合较好.实验采用氮气-氦气双工质并以亥姆霍兹共鸣器作为声功输出装置和声压放大器,行波型热声发动机驱动的单级斯特林型脉管制冷机获得了65 K的最低制冷温度.

行波热声发动机加热器改进及其驱动脉管制冷机系统实验研究

对自行研制的行波型热声发动机中的核心部件加热器进行了改进。采用改进的热声发动机驱动单级小孔型脉管制冷机 ,以氦气为工质 ,在充气压力为 2 2MPa的条件下 ,获得了 110K的最低制冷温度。通过对实验结果的分析 ,着重阐明了热声发动机和脉管制冷机之间的频率匹配问题及其改进途径 ,为进一步深入研究指明了方向。

行波热声发动机驱动的脉管制冷机研究

通过改变热声发动机谐振直路长度,研究系统在不同工作频率下的性能。研究发现,在一定条件下降低频率可以显著改善脉管制冷机的性能。在工作压力为 2 7MPa,加热功率为 2 350W,工作频率为 45Hz时,双向进气型单级脉管制冷机获得了 80 9K的最低制冷温度,这是目前用热声制冷方法获得的最低制冷温度。

驻波型热声驱动的脉管制冷机研究进展

系统地回顾了浙江大学在驻波型热声驱动器及其驱动的脉管制冷方面近 10年来的研究进展 ,在简要描述相关实验系统结构的基础上 ,着重介绍了对热声驱动器的结构与运行参数的优化 ,以及在取得最优制冷性能方面的努力。报告了在自行研制的热声驱动脉管制冷机上取得 88 6K的最低制冷温度。

大型多功能热声发动机的研制及初步实验 第一部分 热声发动机的研制

设计并制作了一台大型多功能行波热声发动机 ,该热声发动机长 4 5m ,高 1 2 5m ,设计最大输入功率 5kW。它不仅可以用于行波与驻波混合型热声发动机实验 ,还可以单独进行行波环路实验及热声发动机驱动脉管制冷机实验。该热声发动机中没有任何运动部件 ,同驻波热声发动机相比起振温度低、压比大 ,这对低品位能源的利用具有重要意义。着重介绍该热声发动机系统的研制和测量系统的组成 ,相关实验结果将另文介绍。

可利用低品位热源的热声驱动脉管制冷机

针对原有热声驱动脉管制冷机实验装置,改进了板叠冷端夹套式水冷却器内部的丝网填料,进一步优化了小孔阀和双向进气阀的开度,获得了116 4K的最低制冷温度。通过操作脉管制冷机双向进气阀,使系统的起振温度从560℃降低为370℃,为低品位能源的利用创造了条件。

液氮温区热声驱动脉管制冷机的研究

热声发动机驱动的脉管制冷机是一种完全无运动部件的低温制冷机,具有非常好的应用前景,本文介绍了本实验室在这方面取得的最新进展。首先我们对驻波热声发动机进行了改进设计,提高了其驱动压比,用氦气作为工质最大压比达到了1.15。在此基础上我们用其驱动同轴双向进气小孔型脉管制冷机,通过调整热声发动机的振荡频率,使之与脉管达到匹配,最终达到了84.3K的最低制冷温度,这也是目前用驻波热声发动机驱动脉管所达到的最低制冷温度。同时,在此实验过程中,一些抑制跳频的方法也得到了实验验证。

压力对热声驱动脉管制冷机性能的影响

讨论了充气压力对热声压缩机的起振温度等性能的影响 ,着重研究了工作压力对热声驱动脉管制冷机性能的影响。对自行研制的驻波型热声驱动脉管制冷机进行了改进和优化 ,在最近的实验中取得了 1 2 0 K的无负荷最低制冷温度 ,达到液化天然气温区。

124K热声驱动的脉管制冷机

热声压缩机是一种利用热能 (如太阳能集热、废热等 )进行驱动的新型驱动器。自行研制的驻波型热声压缩机驱动脉管经过改进后 ,以氦为工质 ,取得了 12 4 3K的制冷温度。此外 ,该文还讨论了热声压机系统中的水冷却存在的问题以及它对系统整体性能的影响 。

采用混合工质的热声驱动脉管制冷实验研究

在计算了惰性气体二元混合工质的热力学参数之后,采用氦-氩混合气体作为工质来提高热声驱动脉管制冷的性能。实验结果表明,热声驱动脉管制冷机采用适当配比的氦 氩工质可获得比纯氦更加优越的制冷性能。

行波型热声发动机与脉冲管配合的实验研究

采用热声发动机驱动脉冲管制冷机 ,使彻底消除低温制冷机中的运动部件成为可能。作者研制了行波型热声发动机驱动脉冲管制冷机实验台。进行三个脉冲管与行波型热声发动机的配合实验 ,着重研究了热端气体温度。

40K温区驻波型热声驱动两级脉管的制冷特性

进行了驻波型热声发动机驱动两级脉管的制冷特性实验,样机获得41.2 K的无负荷制冷温度。通过观测热声板叠热端和冷端温度、压力波的振幅、压比和频率,以及脉管制冷机制冷温度等,分析了平均工作压力和加热功率对系统性能的影响。根据实验数据,讨论了系统存在的问题,并指出了改进的方向。

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.

行波型热声发动机的试验研究

介绍了新型行波热声发动机的试验装置 ,对试验结果进行了分析和讨论。在工作气体为氮气、压力为 1 5 6MPa、热端气体温度 6 1 5°C时获得压比1 0 83。

热声发动机及其驱动脉管制冷机研究进展

热声驱动脉管制冷作为一种可用热能驱动的完全无运动部件的新型制冷方案已成为制冷与低温领域的研究热点.回顾了热声学的发展历史,针对热声发动机及其驱动脉管制冷机研究中的关键技术,综合评述了热声学理论和实验研究的最新进展与典型样机,并指出了该研究领域今后的发展方向和工业应用的前景.

关于热声驱动脉管匹配问题的讨论

热声驱动脉管制冷机是一种新型的制冷机， 具有结构简单， 运行可靠和寿命长等优点。针对热声驱动器输出的压力波具有频率高、压比低以及输出功率小等特点， 讨论了热声驱动器及其驱动的脉管之间的结构、工艺及热力参数等方面的匹配问题，

热声驱动脉管的匹配问题及系统设计

针对热声驱动脉管制冷系统中热声驱动器输出的压力波具有频率高、压比低以及输出功率小等特点，定性分析了热声驱动器及其驱动的脉管之间的结构、工艺及热力参数等方面的匹配问题， 并提出了一具有高频特性的脉管的设计方案。

驻波型热声压缩机驱动脉管的最新结果

热声驱动脉管制冷机中由于完全无运动部件 ,具有运行稳定、寿命长等优点。经过对先前已经达到 138K的热声驱动脉管制冷机进行系统的改进 ,在国内首次使该类型的制冷机进入低温温区 ,以氦气为工质获得了 119.7K的制冷温度 ,这一温度已经能够液化一个大气压表压下的天然气 (主要成分 :甲烷 ) ,显示出该制冷方式广阔的应用前景。此外 ,研究了混合工质对热声驱动脉管制冷系统性能的影响情况 ,并获得了 117.6

热声驱动器谐振频率影响因素分析

分析了结构参数、操作参数以及工质等因素对热声驱动器谐振频率的影响 ,并结合驻波型热声驱动器 ,给出了相应的计算结果和实验数据。