駐波型熱聲發(fā)動機(jī)性能強(qiáng)化研究.pdf

1、本文首先回顧了熱聲機(jī)械的發(fā)展歷史及其應(yīng)用前景，詳細(xì)介紹了線性熱聲理論，分析了研究非線性熱聲理論的重要性，并總結(jié)了非線性熱聲理論的研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，重點開展了以下研究工作： 1)簡單介紹了熱聲模擬平臺：DeltaE(Design Environment for Low-Amplitude ThermoAcoustic Engines)的理論基礎(chǔ)及其操作要領(lǐng)，并分析了它的優(yōu)缺點。 2)定義了壓力放大器的概念，并分別對光

2、滑理想管道、一端封閉的粘性管道和一端接負(fù)載的粘性管道從理論上驗證了它們的壓力放大作用。將其應(yīng)用于駐波型熱聲發(fā)動 機(jī)中，數(shù)值模擬及實驗均說明：由于壓力放大器內(nèi)部存在較大的粘性耗損，使得其實際最佳長度小于理論值(即系統(tǒng)四分之一波長)，而且還與熱聲發(fā)動機(jī)的加熱功率、工作壓力以及負(fù)載等因素有關(guān)。 3)對帶壓力放大器的熱聲發(fā)動機(jī)驅(qū)動RC(阻容)負(fù)載進(jìn)行了數(shù)值模擬和實驗研究，并對RC負(fù)載法測聲功進(jìn)行了理論計算。理論計算表明：當(dāng)聲容等于聲阻

3、(即p<,2>和p<,3>的相位差為45°)時，負(fù)載入口聲功最大。實驗結(jié)果表明壓力放大器不僅可以放大壓力，還能提高負(fù)載入口聲功和熱機(jī)的效率。熱聲發(fā)動機(jī)接入3.45m壓力放大器后，其效率由1.45％提高到3.32％ 4)對帶壓力放大器的熱聲發(fā)動機(jī)驅(qū)動脈管制冷機(jī)進(jìn)行了實驗研究。實驗得到了比無壓力放大器時更低的脈管制冷溫度和更高的制冷量。當(dāng)工作壓力為2.465MPa時，得到脈管最低制冷溫度79.1K，這是目前駐波型熱聲發(fā)動機(jī)驅(qū)動脈管制