平面與球面熱致聲發(fā)射裝置的機理與實驗研究.pdf

1、熱聲效應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)熱能到聲能直接轉(zhuǎn)換，基于熱聲效應(yīng)設(shè)計制作的平面與球面熱致聲發(fā)射裝置，能夠?qū)⑤斎氲闹芷谛詿崃哭D(zhuǎn)換為一定強度的聲波。熱致聲發(fā)射裝置作為熱聲轉(zhuǎn)換部件，與傳統(tǒng)熱聲熱機中回?zé)崞饔兄举|(zhì)的不同，具有聲壓上限高、頻率可控、無振動部件等特點。
　　 熱致聲發(fā)射裝置由加熱層、絕緣層和儲熱層組成。向加熱層輸入交變熱流信號，由于焦耳效應(yīng)及各層材料的不同熱力學(xué)特性，其表面附近區(qū)域會產(chǎn)生相應(yīng)的聲波。結(jié)合傳熱學(xué)、熱力學(xué)、聲學(xué)，對熱致聲發(fā)射裝

2、置模型進行機理分析，得到了裝置各層溫度場分布表達式，裝置產(chǎn)生聲信號與輸入熱信號之間關(guān)系式及熱聲信號轉(zhuǎn)換效率表達式。
　　 通過數(shù)值計算和實驗相結(jié)合的研究方法，對平面與球面熱致聲發(fā)射裝置特性進行了研究，結(jié)果表明:對于平面熱致聲發(fā)射裝置，提高輸入熱功率的大小，不僅能提高裝置產(chǎn)生的聲壓強度，且能提高裝置的熱聲轉(zhuǎn)換效率;當(dāng)輸入周期性矩形脈沖電信號時，占空比大小與產(chǎn)生的聲壓幅值成反比;環(huán)境溫度對裝置的工作性能影響較小，可認(rèn)為裝置具有穩(wěn)定的