高效率电磁驱动直线压缩机的研究

本文设计了一台用以驱动热声制冷机的永磁长动圈式无阀型线性压缩机。文章从基本的方程出发给出了线性压缩机设计的思路。在数值计算方面细致地考察了线性压缩机各参数,如动质量、弹簧刚度、频率响应以及声学负载等参数的影响,为实际模型的设计提供了参考。

扬声器驱动热声制冷机的研究进展

热声制冷技术是一项新型的制冷技术,它具有运动部件少、运行可靠、振动小、寿命长、对环境无污染等优点,在航天、超导、低温电子、低温生物等众多领域有着十分广阔的应用前景。本文阐述热声制冷效应的基本原理和热声制冷循环之后,系统介绍了热声制冷机中共振管、板毪、换热器、动力源(扬声器)等部件和制冷工质的研究情况。同时,指出了扬声器驱动热声制冷存在的问题,并对热声制冷的发展进行了展望。

微型热声斯特林制冷机填料多孔频率研究

介绍了通过直接测量微型热声斯特林制冷机 (MMTASR)填料等效流阻进而辨识MM TASR回热器的特征频率的办法。测量结果与实际的MMTASR系统的流放大因子和传送损失系数的最优频率范围进行了对比。结果显示一定结构的回热器填料的特征频率与系统的最优频率范围吻合较好 。

热声制冷技术综述及其发展趋势

概要介绍了目前热声制冷的理论研究和若干典型热声制冷机的工作机理,并着重回顾了热声制冷的研究进展,展望了热声制冷技术的发展前景。

热声热机技术的研究进展

首先简要地介绍热声热机(包括热声发动机和热声制冷机)的基本工作原理和热声技术特点,指出热声热机是基于热致声效应和声制冷效应两类热声效应而工作的,它完全没有机械运动,采用惰性气体工作,是一种可靠性高和环保的新型的能源转换机械。然后重点介绍近十几年来国内外在热声技术研究方面所取得的重要进展,主要包括在热声发动机和热声制冷机两个方面。在热声发动机研究方面,简要回顾热声效应的发现和驻波热声发动机的研究进展,接着介绍行波热声发动机的提出和迅速发展历程,重点介绍热声转换效率达到30%的热声斯特林发动机和压比达到1.3(采用氦气)、效率达到32%的聚能型热声发动机研究工作;在热声制冷技术方面,分别介绍热声驱动脉冲管制冷获取低温的研究工作以及热声驱动室温制冷机获得高效率、大冷量等方面的研究工作,并重点介绍采用声压放大器获得液氢温度以下的完全无运动部件热声驱动脉冲管制冷机(低于20K),以及在?20℃获得了300W以上的制冷量的双行波流程的热声驱动室温热声制冷机。最后,扼要地介绍热声理论方面的研究进展,并对热声技术的问题和该研究领域的发展方向进行展望。

Terfenol-D磁致伸缩换能器驱动热声制冷系统的实验研究

基于热声效应的原理设计了应用(Terfenol-D)磁致伸缩换能器驱动的热声制冷实验系统,实验结果表明:以空气为工质,在很短的工作时间内,制冷机取得了明显的温降。

热声制冷机声场中非线性效应

热声制冷的基本原理是热声效应,但热声效应一般只在高声强下发生,随之将产生强烈的非线性效应。本文在自行研制的热声制冷机试验台上,研究了板叠对声场非线性的影响以及非线性对热声系统性能的影响。结果表明,板叠的存在使得声波明显衰减,压比约减小5%,并且各次谐波的幅值和增长速率较无板叠时均有所降低;非线性效应限制了基波的增长,导致了高次谐波产生,且基波和高次谐波的增长均有发展为饱和的趋势。板叠的存在产生明显的声制冷效果,制冷温度随驱动功率增大先增加后减小,在50W时达到最低温度5.1℃。

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，

热声制冷效应验证的实验设计

热声制冷技术是一项新的冷制技术。它具有无运动部件、运行可靠、寿命长和环保等优点。在航天、微电子、低温物理及军事等领域有着十分诱人的应用前景。热声制冷机主要由声驱动器、共振管、热声叠和换热器等部件组成。根据热声制冷原理,利用常见的材料和仪器,采用自制的玻璃管状热声叠,设计了一套结构简单的扬声器驱动热声制冷实验验证装置。实验结果表明:以空气作工质,在无冷却措施的情况下,在系统运行较短时间内,实现了13℃的降温及25℃的温跨,热声制冷效应十分明显。该装置可用于研究热声制冷效应的影响因素。

热声热机实验研究进展

热声热机是基于热声效应原理的一种新型的能源转换机械,因其本质上可实现完全无运动部件以及较高的转换效率引起国内外学者的广泛关注,理论和实验研究相得益彰。较详细描述了国内外学者对驻波、行波热声发动机、热声制冷机以及热声驱动脉管制冷机的实验研究方面的一些研究成果及进展,最后对热声热机的发展方向进行了展望。

扬声器驱动热声制冷机设计研究

热声制冷机主要由声驱动器、共振管、板叠、高低温端换热器、声容等部件组成。它具有运动部件少、运行可靠、振动小和寿命长等优点 ,在军事、航天、微电子、低温物理等领域有着十分诱人的应用前景。文中运用经典线性热声理论对热声制冷机各个组成部件设计进行了介绍 ,在此基础上设计了一台扬声器驱动热声制冷机 ,并用专业计算软件进行了数值模拟验证 ,为热声制冷机进一步优化与发展提供了一个解决方案。

声制冷机中均匀声共振管声场的研究

最大限度地利用声能是提高声制冷机制冷系数的有效方法。本文对两种均匀声共振管中传播的声波进行声场分析 ,得到有关的声学数据 ,以寻求声压最大的条件 。

热声制冷机的性能优化

研究了内热漏以及粘性不可逆损失对驻波声场热声制冷机性能的影响，导出了热声制冷机优化性能指标和参数的解析表达式。

热声致冷效应演示实验

基于热声致冷原理,利用自制的热声堆,采用常见的材料和仪器,设计了扬声器驱动热声致冷实验演示装置.以空气作工质,在无冷却措施的情况下,系统运行200 s后,实现了13℃的降温及25℃的温跨.

介质工作参数对板叠上热量搬移效果影响的研究

为探究介质工作参数对板叠上热量搬移效果的影响,使用数值模拟与试验探究相结合的方法,以板叠两端温差作为试验目标,以声场振动频率、气体振动幅值和板叠材料等作为影响因素,探索各工况参数之间的最佳组合。结果说明对制冷过程影响最大的因素是板叠材料的导热系数,其次为气体微团的振幅,影响最小的是振动频率,最佳因素水平组合为(A3B4C4),即振动频率为1390 Hz、气体振动幅值为20 mm、板叠材料为石棉。板叠材料的选择是优于其它因素的,振幅的调控仅次于材料的选择,在保证前两因素敏感度取到较好水平情况之下,振动频率可在较大范围内选取,为获得大振幅提供了依据。文中把振幅与频率作为独立因素进行考察,发现频率在很宽范围内变化时,对制冷效果影响不大。正交试验结果提示,可以把激励频率设置在一阶活塞模态频率上,以获得最大振幅,而不考虑频率变化的影响。

环路热声发动机驱动的热声制冷系统性能分析

热声热机是一种具有高可靠性和环保特性的无运动部件热机。研究对象是一种环路行波热声发动机驱动的热声制冷机,由一个热声发动机单元和一个热声制冷机单元串联成环路组成。高效的行波热声系统要求回热器处在高声阻抗和接近行波的声场中。由于在环路系统中,声场对声阻抗的变化极为敏感,系统中两个回热器的安装位置会极大影响回热器处的声场。为了研究热声核安装位置对系统性能的影响情况,利用DeltaEC对该系统进行了数值模拟,分析了两个热声核在不同安装位置时系统的总能效系数、发动机单元的效率、制冷机单元的能效系数以及两个回热器的平均相位差和声阻抗等。根据计算结果,当制冷机单元回热器沿声功传输方向距发动机单元回热器的距离与环路总长的比值为0.24时,系统可达到最大总能效系数0.45,对应的相对卡诺能效系数是0.13。当该比值的范围在0.21~0.26时,两个回热器的平均声阻抗较大,使系统的总体性能较优。当该比值大于0.26或小于0.21时,制冷机单元回热器和发动机单元回热器的性能都会恶化,造成了系统整体性能的不佳。

热声制冷机板叠性能指标数值计算与遗传算法优化

板叠是驻波热声热机的重要部件,直接影响热声热机的效率。针对驻波热声制冷机,构造了一个板叠性能指标的数值计算方法及其优化设计方法。分析基于短板叠近似理论的计算方法的局限,构造迭代数值方法同时求解制冷量、压力、体积流率、平均温度分布以及温度梯度等参数,从而计算出板叠性能指标;基于该迭代方法探讨了热声板叠长度、宽度、位置、阻塞率以及温差等与板叠性能指标之间的关系;以板叠长度、宽度、位置、阻塞率为优化设计变量,板叠性能指标为优化目标,利用遗传算法,对驻波热声制冷机板叠进行了优化设计。与基于短板叠近似理论的方法相比,由于考虑了更多的实际因素,该方法数值计算结果更为准确,优化设计结果更容易被接受。

声制冷技术

声制冷技术是一种涉及声学和热力学两大学科的边缘技术，本文介绍了声制冷技术的发展史和几种生产制冷机的基本原理，并论述了它的应用前景，特别是在家电制冷系统中用于降低噪声提高效率的可行性．

声制冷技术的应用前景

声制冷技术是一种涉及声学和热力学两大学科的边缘技术。本文介绍了声制冷技术的发展史和几种声制冷机的基本原理，并论述了它的应用前景，特别是在家电制冷系统中用于降低噪声、提高效率的可行性。

Optimization of thermoacoustic refrigerator using response surface methodology

Thermoacoustic refrigerator （TAR） converts acoustic waves into heat without any moving parts. The study presented here aims to optimize the parameters like frequency, stack position, stack length, and plate spacing involving in designing TAR using the Response Surface Methodology （RSM）. A mathematical model is developed using the RSM based on the results obtained from DeltaEC software. For desired temperature difference of 40 K, optimized parameters suggested by the RSM are the frequency 254 Hz, stack position 0.108 m, stack length 0.08 m, and plate spacing 0.0005 m. The experiments were conducted with optimized parameters and simulations were performed using the Design Environment for Low-amplitude ThermoAcoustic Energy Conversion （DeltaEC） which showed similar results.