駐波型熱聲驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)性能研究.pdf

1、熱聲驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)這種無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的新型制冷系統(tǒng)已經(jīng)成為制冷與低溫學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，并且也受到了工業(yè)界的關(guān)注。該系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。 本文首先回顧了熱聲熱機(jī)的發(fā)展歷史及其應(yīng)用前景，介紹了熱聲理論的研究進(jìn)展，分析了研究非線性熱聲理論的必要性，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(diǎn)開展了以下研究工作： 1)分別介紹了駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)前后的加熱器、水冷器和高溫氣庫(kù)的結(jié)

2、構(gòu)、作用及其對(duì)熱聲系統(tǒng)性能的影響。 2)對(duì)改進(jìn)前后的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在未帶負(fù)載、帶聲壓放大器加阻容(RC)負(fù)載、帶聲壓放大器加脈管制冷機(jī)三個(gè)方面的性能分別進(jìn)行了比較和分析。發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能帶動(dòng)更長(zhǎng)的聲壓放大器，在更高的加熱功率下工作，使得聲壓放大器出口處能得到更大的壓比和壓力振幅，系統(tǒng)能夠提供給RC負(fù)載的最高聲功增大，脈管制冷機(jī)能夠達(dá)到的最低制冷溫度降低到75.62K，比改進(jìn)前所能達(dá)到的最低制冷溫度79.7K進(jìn)一步降低

3、。 3)對(duì)聲壓放大器的壓力放大作用進(jìn)行了理論分析。并通過(guò)數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)探討聲壓放大器長(zhǎng)度變化對(duì)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在RC負(fù)載聲阻不同的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的性能隨著聲壓放大器長(zhǎng)度的變化趨勢(shì)有很大差別。 4)總結(jié)了在實(shí)驗(yàn)中觀察到的頻率跳變現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)頻率跳變現(xiàn)象的總結(jié)，將駐波型熱聲系統(tǒng)的運(yùn)行模式分類，對(duì)跳頻現(xiàn)象出現(xiàn)的聲阻范圍、跳頻現(xiàn)象隨輸入功率的變化關(guān)系以及跳頻現(xiàn)象和聲壓放大器長(zhǎng)度的關(guān)系進(jìn)行了分析和總結(jié)。并且采用S.ka