可视化Rijke型热声振荡演示器的研制

叙述了一可视化Ｒｉｊｋｅ型热声振荡演示器研制过程。相比于传统的热声演示器，这一新型装置具有更直观更简单的优点，是一理想的教学演示装置。文中还给出了初步的实验结果以及研制与实验过程留给我们的启示。

演示用Sondhauss管的研制及理论分析

介绍了演示用 Sondhauss管的结构与制作过程 ,它具有直观、简单、成本低等突出优点 ,是一种比较理想的热声效应演示器件。通过初步实验 ,文中对热声管发声机制进行了理论分析 ,有助于更好地理解热声效应 。

热声效应及其实验

基于热声效应原理设计了热声致冷实验系统 .实验结果表明 ,在系统运行很短的时间内 ,即可得到 1 0℃左右的温降 ,从而可以有效地演示热声致冷现象 .

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。

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。

脉冲管制冷机内部的物理机制

在对脉冲管制冷机的内部过程进行分析之后指出：热力学非对称效应和热声效应是这种制冷机中同时存在的两种重要的物理机制，其中热端调相造成的脉冲管冷端热力学非对称效应是产生制冷效应的主要原因，而气体和固体相互作用产生的热声效应实现了热量的输运，两种效应综合起来决定了脉冲管制冷机的性能。定性地分析了这两种效应及它们的相互关系，为改进脉冲管制冷机的模拟方法打下了基础。还指出，不仅脉冲管冷端存在热力学非对称效应，在脉冲管的热端和回热器的热端也存在着热力学非对称效应。

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。

Rijke型热声自激振荡机理研究进展

Rijke管热致声现象自发现以来得到了广泛的研究和应用,并发展成为高效率的行波型热声热机,但其热声自激振荡机理一直没有被完全揭示清楚。热声激振条件关系到对低品位能源的利用和热声转换效率的提高,因此对自激振荡机理的研究成为热声技术的首要课题。经典线性热声理论作为对小振幅弱非线性现象的一种近似,可以粗略指导热声热机的设计,但不能解决诸如起振、声流和声压饱和等非线性问题。通过对近几十年来Rijke型热声自激振荡机理研究进展的总结,指出最近发展的几种非线性热声理论存在的局限性,并提出了未来在自激振荡机理研究方面的研究方法和研究方向。