熱聲
- 我研制出百千瓦級(jí)自由活塞熱聲斯特林發(fā)電樣機(jī)
百千瓦級(jí)自由活塞熱聲斯特林發(fā)電樣機(jī)。專家組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果顯示，在熱源溫度為530攝氏度時(shí)，發(fā)電樣機(jī)實(shí)測(cè)最大發(fā)電功率達(dá)102千瓦。自由活塞熱聲斯特林發(fā)電技術(shù)是一種新型熱發(fā)電技術(shù)?；谠摷夹g(shù)研制的發(fā)電機(jī)，主要由自由活塞熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和直線電機(jī)兩部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)主要組成部件為加熱器、熱聲換能器（傳統(tǒng)稱回?zé)崞鳎⒗鋮s器等，直線電機(jī)主要組成部分為動(dòng)力活塞、永磁體、線圈等。外部熱源通過加熱器向發(fā)動(dòng)機(jī)輸入熱量，提高加熱器的溫度；外部冷源則從冷卻器帶走熱量，使之維持在較低的溫度
科學(xué)導(dǎo)報(bào) 2023年80期2023-12-02
- 生物醫(yī)學(xué)微波熱聲成像*
10631)微波熱聲成像是一種以生物組織電特性差異為原理基礎(chǔ)的多物理場(chǎng)耦合成像方法.其采用脈沖微波作為激發(fā)源,通過熱彈性效應(yīng)產(chǎn)生的超聲波呈遞深層生物組織的結(jié)構(gòu)與功能信息,融合了微波成像高對(duì)比度和超聲成像高分辨率的優(yōu)點(diǎn).目前已在無損腦結(jié)構(gòu)成像、乳腺腫瘤篩查、人體關(guān)節(jié)炎成像、肝脂肪含量檢測(cè)等方面展現(xiàn)出了廣闊的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景,有望成為新的物理醫(yī)學(xué)影像方法.本文對(duì)微波熱聲成像技術(shù)的物理原理、系統(tǒng)裝置以及近來的代表性研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)性的介紹,并分析探討了微波熱聲成像
物理學(xué)報(bào) 2023年20期2023-11-16
- 燃燒室聲腔結(jié)構(gòu)對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱聲振蕩影響的實(shí)驗(yàn)研究①
效或爆炸[6]。熱聲不穩(wěn)定是燃燒不穩(wěn)定最為主要的一種形式,屬于聲不穩(wěn)定燃燒,其特點(diǎn)是壓力振蕩的頻率與燃燒室聲腔的固有聲振頻率接近,本質(zhì)是熱源的放熱與聲場(chǎng)環(huán)境存在正反饋機(jī)制[7]。熱聲不穩(wěn)定燃燒的機(jī)理十分復(fù)雜,影響熱聲不穩(wěn)定的增益和阻尼因素眾多,前人對(duì)此做了大量理論和實(shí)驗(yàn)研究。楊向明等[8]研究了噴管潛入段對(duì)翼柱體聲腔模態(tài)的影響,發(fā)現(xiàn)潛入段空腔對(duì)低頻時(shí)的軸向聲模態(tài)影響很小,但使切向振型的固有頻率值減小。王大鵬等[9]通過分析不同裝藥結(jié)構(gòu)燃燒室的聲模態(tài)和聲學(xué)響
固體火箭技術(shù) 2023年1期2023-04-26
- 熱聲效應(yīng)和熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)
部件的發(fā)動(dòng)機(jī)——熱聲發(fā)動(dòng)機(jī).1 什么是熱聲效應(yīng)?在認(rèn)識(shí)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)之前,我們先簡(jiǎn)單了解一下什么是熱聲效應(yīng).早在18世紀(jì)初期,熱與聲之間的相互作用就引起了聲學(xué)家的興趣.在此之前,牛頓認(rèn)為聲波在空氣中的膨脹和壓縮不會(huì)影響溫度,計(jì)算得到空氣中聲速約為297m·s－1.直到18世紀(jì)初期,拉普拉斯考慮了聲音在空氣中傳播時(shí)空氣溫度的變化,從而修正了牛頓的預(yù)測(cè)值,才得到空氣中更為準(zhǔn)確的聲速.圖1熱與聲之間的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象也不斷被人們發(fā)現(xiàn).早在1777年,ByronHiggi
高中數(shù)理化 2022年18期2022-10-26
- 熱驅(qū)動(dòng)熱聲制冷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望
持續(xù)發(fā)展。熱驅(qū)動(dòng)熱聲制冷因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為一種氣候友好、可靠且極具應(yīng)用前景的新型綠色制冷技術(shù)。熱驅(qū)動(dòng)熱聲制冷技術(shù)的原理是利用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的聲波驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)從而實(shí)現(xiàn)制冷，即獲得熱—聲—冷能源轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)通常采用惰性氣體(如氦氣、氮?dú)獾?做工作介質(zhì)，并且是一種外燃式的熱機(jī)，可采用多種低品位能源或太陽能驅(qū)動(dòng)工作，對(duì)環(huán)境非常友好。此外，熱聲熱機(jī)一般由空管段、多孔介質(zhì)及換熱器組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低且不存在任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，可避免常規(guī)熱機(jī)中因機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的損
制冷學(xué)報(bào) 2022年4期2022-08-18
- 非對(duì)稱雙級(jí)環(huán)路行波熱聲熱機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究*
）0 引 言利用熱聲效應(yīng)[1-2]制造的熱聲熱機(jī)具有傳統(tǒng)熱機(jī)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單無運(yùn)動(dòng)部件、工質(zhì)環(huán)保無危害、使用壽命長(zhǎng)、可利用低品位熱源、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)[3-4]，具有很好的發(fā)展?jié)摿Α?979 年，CEPERLEY[5]首次提出行波熱聲熱機(jī)概念。在行波熱聲熱機(jī)中，氣體壓力波動(dòng)和體積流率波動(dòng)的相位差為零且忽略黏性損失，則氣體經(jīng)歷了可逆的熱力循環(huán)，因此，行波熱聲熱機(jī)的理想效率可以達(dá)到卡諾循環(huán)的效率。CERPERLY 在之后的研究中發(fā)現(xiàn)，為獲得較高的熱聲
新能源進(jìn)展 2022年2期2022-05-06
- 氣-液耦合雙作用行波熱聲制冷系統(tǒng)數(shù)值模擬研究
解決的重大問題。熱聲技術(shù)是一門新興的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以利用可壓縮流體往復(fù)振蕩過程中的熱相互作用進(jìn)行制冷[2-3]、泵熱[4-5]或發(fā)電[6-7]。系統(tǒng)使用氦氣等惰性氣體或氮?dú)獾拳h(huán)保氣體為工質(zhì)，具有無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。1991年，R.Radebaugh等[8]首次提出熱聲驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)，利用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械壓縮機(jī)，徹底消除了系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。1996年，Chen Guobang等[9]提出了國(guó)內(nèi)首臺(tái)雙駐波型熱聲發(fā)
制冷學(xué)報(bào) 2021年4期2021-08-20
- 廣義一維勢(shì)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)微循環(huán)的性能分析
迪塞爾[12]和熱聲[13]循環(huán)時(shí)，將其工質(zhì)視為一系列粒子的集合。這些粒子有的是囚禁于一個(gè)一維無限深勢(shì)阱的，也可以是被囚禁于諧振勢(shì)或者四次勢(shì)的，甚至可以是箱勢(shì)中的極端相對(duì)論粒子[8?17]。王建輝等[18?19]驗(yàn)證了循環(huán)性能計(jì)算中粒子的能量譜簡(jiǎn)化式，并據(jù)此得出了廣義量子奧托循環(huán)的效率及做功量的表達(dá)式。本文作者進(jìn)一步對(duì)由2個(gè)等壓過程和2 個(gè)等熵過程組成的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)微循環(huán)展開分析。1 廣義量子熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)微循環(huán)模型的建立1.1 系統(tǒng)的量子力學(xué)基礎(chǔ)普朗克的量子理
- 變徑管對(duì)雙級(jí)行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響研究
523808）熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是利用熱聲效應(yīng)將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無運(yùn)動(dòng)部件、運(yùn)行可靠性高，與傳統(tǒng)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)相比具有制造成本較低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)[1]，是一種新型熱功轉(zhuǎn)換裝置，在太陽能、地?zé)?、工業(yè)廢熱等低品位熱能利用上具有巨大潛力。而行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是一種以熱聲斯特林循環(huán)為基礎(chǔ)的可逆循環(huán)，理論上可以實(shí)現(xiàn)高效的熱聲轉(zhuǎn)換，并且可以與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)相媲美[2-3]。而早期的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是以駐波為主，由于其熱力學(xué)循環(huán)是不可逆性的，故而無法實(shí)現(xiàn)較高的熱效
廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年4期2021-06-25
- 基于鏤空陣列探頭的反射式光聲/熱聲雙模態(tài)組織成像*
3620)光聲和熱聲成像技術(shù)除激發(fā)源不同外, 可共用一套數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng), 具有天然的融合優(yōu)勢(shì).本文提出了一種基于鏤空陣列的反射式光聲/熱聲雙模態(tài)成像技術(shù), 該技術(shù)利用光纖與天線, 通過鏤空陣列的開孔進(jìn)行光聲/熱聲信號(hào)激發(fā), 使得激發(fā)光、微波和接收超聲信號(hào)共軸, 構(gòu)成明場(chǎng)光聲/熱聲雙模態(tài)成像模式.通過對(duì)探頭鏤空部分晶元相位和幅值的補(bǔ)償校準(zhǔn), 成功實(shí)現(xiàn)了3 mm直徑塑料管、人體手臂、手背和腳背的雙模態(tài)成像.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 系統(tǒng)空間分辨率為0.33 mm,
物理學(xué)報(bào) 2021年10期2021-06-01
- 熱聲發(fā)電系統(tǒng)自主協(xié)同起振控制策略
何 新 李文瑞熱聲發(fā)電系統(tǒng)自主協(xié)同起振控制策略張 健1,2夏加寬1何 新1李文瑞1（1. 沈陽工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 沈陽 110870 2. 營(yíng)口理工學(xué)院電氣工程學(xué)院 營(yíng)口 115014）以熱聲發(fā)電系統(tǒng)（TAEGS）為應(yīng)用背景，為了降低系統(tǒng)起振溫度、縮短系統(tǒng)起振的時(shí)間，提出一種控制熱聲發(fā)電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行將系統(tǒng)牽入諧振的自主協(xié)同起振綜合控制策略，該控制策略以系統(tǒng)機(jī)械諧振時(shí)次級(jí)位移和初級(jí)電流相位差為90°作為頻率跟蹤控制的判定依據(jù)，通過采樣次級(jí)位移和初級(jí)電流信號(hào)
電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2021年6期2021-03-24
- 碳納米管薄膜揚(yáng)聲器發(fā)展進(jìn)程
研究者首次提出了熱聲揚(yáng)聲器的概念[1]，相比于傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器利用音圈的振動(dòng)來發(fā)出聲音，熱聲揚(yáng)聲器則是通過在薄膜兩端施加交流電，使得薄膜發(fā)熱，周圍的空氣與其發(fā)生熱交換從而產(chǎn)生聲音，其基本原理圖如圖1 所示。用碳納米管制備的薄膜揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，同時(shí)這種揚(yáng)聲器可以產(chǎn)生寬頻率響應(yīng)范圍、高聲壓級(jí)、總諧波失真小和可制備在任意基底上的優(yōu)勢(shì)。隨著電子產(chǎn)品朝著柔性可穿戴方向發(fā)展，用CNT 制備的柔性薄膜揚(yáng)聲器具有很大的潛力。2 薄膜揚(yáng)聲器發(fā)展歷程CNT 薄膜揚(yáng)聲器的發(fā)展如
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年4期2021-01-24
- 渦脫落熱聲振蕩中相似性及渦聲鎖頻行為*
出的渦脫落引起的熱聲不穩(wěn)定性一維簡(jiǎn)化模型,對(duì)渦脫落引起的熱聲振蕩中的典型非線性現(xiàn)象進(jìn)行研究,著重研究了系統(tǒng)的初值敏感性、關(guān)鍵參數(shù)對(duì)熱聲振蕩的影響規(guī)律及渦聲鎖頻現(xiàn)象.首先,采用Galerkin方法將控制方程中壓力和速度波動(dòng)在基函數(shù)下展開,使偏微分方程組轉(zhuǎn)化為一簇常微分方程；然后,數(shù)值求解得到了不同系統(tǒng)參數(shù)下聲場(chǎng)的壓力和速度波動(dòng),并詳細(xì)分析了系統(tǒng)在不同初始條件下的熱聲不穩(wěn)定性,同時(shí)研究了不同穩(wěn)態(tài)流動(dòng)速度對(duì)系統(tǒng)熱聲振蕩的影響規(guī)律,以及在不同穩(wěn)態(tài)流動(dòng)速度下熱聲振蕩
物理學(xué)報(bào) 2019年23期2019-12-16
- 帶聲學(xué)放大器的行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)聲阻抗特性
聲學(xué)放大器的行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)聲阻抗特性董世充，徐漠北，沈國(guó)清，張世平，安連鎖(華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，北京 102206)通過分析帶有聲學(xué)放大器的行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)中直線發(fā)電機(jī)的電-力-聲類比圖，發(fā)現(xiàn)直線發(fā)電機(jī)的最佳工作狀態(tài)與行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出聲阻抗特性相關(guān)。采用DeltaEC軟件計(jì)算帶有聲學(xué)放大器的行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng))的輸出聲阻抗特性。計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輸出聲阻抗虛部a為-1×107Pa·s·m-3時(shí)，系統(tǒng)的最大輸出聲功率545.47 W
聲學(xué)技術(shù) 2019年5期2019-11-11
- 斯特林熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)壓力特性的試驗(yàn)研究
206)0 引言熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是一種可將熱能轉(zhuǎn)化為聲能的、具有應(yīng)用前途的動(dòng)力機(jī)械[1]，它通常由加熱器、水冷器、回?zé)崞骱鸵恍┛展艿澜M成，整個(gè)系統(tǒng)中沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。因此，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，不需要精密加工和昂貴的材料[2]。另外，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)具有多種用途：由熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的脈管制冷機(jī)可用于工程應(yīng)用，如天然氣或煤層氣液化等[3]；微型化熱聲系統(tǒng)可用于冷卻電子芯片[4]；熱聲發(fā)電系統(tǒng)還可以由工業(yè)余熱[5-6]以及太陽能熱量[7-8]所驅(qū)動(dòng)。低品位熱源的利
自動(dòng)化儀表 2019年7期2019-08-23
- 太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)熱電轉(zhuǎn)換性能仿真研究
衡，安連鎖太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)熱電轉(zhuǎn)換性能仿真研究董世充，沈國(guó)清，張 衡，安連鎖（華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，北京 102206）太陽能驅(qū)動(dòng)的熱聲發(fā)電系統(tǒng)是一種具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的新型發(fā)電系統(tǒng)。本文提出的太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)以高倍環(huán)形菲涅爾聚光器對(duì)太陽能進(jìn)行集熱，然后采用行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步將太陽能熱量轉(zhuǎn)換為電能。該系統(tǒng)采用光學(xué)軟件Lighttools對(duì)新型太陽能驅(qū)動(dòng)的環(huán)形菲涅爾聚光器進(jìn)行光學(xué)仿真，計(jì)算出聚光器的集熱功率，并將集熱功率的計(jì)算結(jié)果與熱聲模
熱力發(fā)電 2019年7期2019-08-13
- 適用于太陽能驅(qū)動(dòng)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的二次聚光器設(shè)計(jì)
染、潛在效率高的熱聲系統(tǒng)結(jié)合，是一個(gè)全新的、極具前景的研究方向。但已有的太陽能驅(qū)動(dòng)熱聲系統(tǒng)所采用的傳統(tǒng)聚光器，系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行調(diào)試?yán)щy；目前尚缺乏針對(duì)熱聲系統(tǒng)的太陽能聚光器的設(shè)計(jì)。為此，該文提出了一種適用于太陽能驅(qū)動(dòng)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的光漏斗一次聚光和漸開線二次聚光器結(jié)構(gòu)，介紹了二次聚光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并使用Light Tools軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的聚光器進(jìn)行仿真計(jì)算，并與多種聚光器進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，結(jié)合漸開線二次聚光裝置的順向聚焦復(fù)合拋物面聚光器，提高了系統(tǒng)的聚光
中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年9期2019-05-21
- 廣義一維勢(shì)中熱聲制冷微循環(huán)的性能分析
鋒?廣義一維勢(shì)中熱聲制冷微循環(huán)的性能分析鄂青1, 2，吳鋒2, 3(1. 華中科技大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，湖北 武漢，430074；2. 武漢工程大學(xué) 理學(xué)院，湖北 武漢，430205；3. 海軍工程大學(xué) 動(dòng)力工程學(xué)院，湖北 武漢，430032)從工質(zhì)粒子在不同聲波勢(shì)場(chǎng)條件下的量子力學(xué)行為入手，建立一套適用于各種一維勢(shì)場(chǎng)條件的廣義量子熱聲制冷微循環(huán)分析模型并推導(dǎo)出廣義量子熱聲制冷微循環(huán)的性能參數(shù)表達(dá)式。以幾個(gè)典型的一維勢(shì)場(chǎng)為例，計(jì)算分析工質(zhì)粒子在不同勢(shì)場(chǎng)
- 熱聲效應(yīng)及其應(yīng)用研究進(jìn)展
中(第一介質(zhì))，熱聲效應(yīng)是指時(shí)均熱流與時(shí)均聲流通過具有溫度差的固體壁(第二介質(zhì))相互轉(zhuǎn)化，熱聲機(jī)械就是利用熱聲效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)一般的使用目的。早在200多年前，人們就發(fā)現(xiàn)熱與聲之間的微妙關(guān)系，其中，Putnam在其綜述提到“歌焰現(xiàn)象”，即將兩端開口管的一端靠近燃燒的氫火焰時(shí)，開口管會(huì)發(fā)出像風(fēng)琴管一樣的聲音[1]。人們開始定性的研究熱聲現(xiàn)象，其中比較著名的有Soundhauss管[2]與Rijke管[3]，但是這些實(shí)驗(yàn)中觀察到的振蕩很弱，較為強(qiáng)烈的聲振蕩研究是在C
西安科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年6期2018-12-12
- 液氦貯存容器中熱聲振蕩發(fā)生條件及抑制措施
產(chǎn)生壓力振蕩，即熱聲振蕩。熱聲振蕩將引發(fā)額外的巨大漏熱，是不可忽視的因素。典型的例子是，20世紀(jì)60年代在阿波羅登月艙超臨界氦增壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，鑒于當(dāng)時(shí)的認(rèn)知，未有任何預(yù)先的熱聲振蕩抑制措施，其液氦貯存容器內(nèi)部的換熱器盤管中出現(xiàn)了頻率為13～20 Hz，振幅達(dá)±41 kPa的壓力波動(dòng)[4]，造成了較大漏熱發(fā)生。2013年，滿滿等[5-6]設(shè)計(jì)并研制的超臨界氦貯存容器同樣出現(xiàn)了熱聲振蕩，在其液氦貯存階段，容器中出現(xiàn)了較劇烈的溫度和壓力波動(dòng)，并在溫度計(jì)引線管
真空與低溫 2018年3期2018-07-29
- 諧振子耦合型熱聲驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)研究
100049）熱聲效應(yīng)即熱能與聲能之間的相互轉(zhuǎn)換。它的兩個(gè)重要應(yīng)用是熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和脈管制冷機(jī)。在熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過加熱器對(duì)氣體加熱，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生自激的壓力振蕩，熱能被轉(zhuǎn)換為聲能；在脈管制冷機(jī)中，聲功在回?zé)崞鲀?nèi)將熱量從低溫端搬運(yùn)到高溫端被消耗。熱驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)就是將熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和脈管制冷機(jī)結(jié)合起來，組成一種除振蕩氣體外沒有運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)［1-4］。這種系統(tǒng)具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、工作氣體為環(huán)境友好的惰性氣體、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，此外它的外燃機(jī)可以由各種熱源（例如廢
制冷學(xué)報(bào) 2018年1期2018-01-29
- 羅二倉：為中國(guó)低溫制冷技術(shù)上下求索
自己不斷壯大的“熱聲制冷”實(shí)力、“熱聲制冷”貢獻(xiàn)與“熱聲制冷”人才隊(duì)伍。在這里面，作為中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任的羅二倉，寫下了屬于自己的輝煌。熱聲制冷，源于一份樸素的愛國(guó)情懷熱聲現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)至今已有200多年的歷史，但熱聲學(xué)研究的繁榮卻只是最近30多年的事。N.Rott從20世紀(jì)60年代開始建立定量的熱聲理論，首次對(duì)熱聲現(xiàn)象進(jìn)行了分析，由此，大大激發(fā)了人們的研究興趣。最近10多年中，熱聲現(xiàn)象在制冷領(lǐng)域的研究開發(fā)成了一
科學(xué)中國(guó)人 2017年30期2017-12-28
- 高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的聲耦合特性
淯博，馬穎?高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的聲耦合特性劉益才，莫雙林，雷斌義，夏淯博，馬穎(中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410083)將協(xié)同理論引入高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的耦合研究中，基于協(xié)同理論得出對(duì)高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)耦合的重要影響參數(shù)；建立2列熱聲振蕩器在同一個(gè)諧振腔中聲耦合的數(shù)值研究模型，分析高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)初始相位差及間距、諧振腔長(zhǎng)度以及諧振管長(zhǎng)度對(duì)聲耦合作用的影響。研究結(jié)果表明：對(duì)高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)耦合有重要影響的參數(shù)有熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)間的初始相位差、諧振頻率以及耦合強(qiáng)度，高
- 熱聲熱機(jī)換熱器性能的分析
漢 430205熱聲熱機(jī)換熱器性能的分析田一澤，吳 鋒*，蔣智杰 ，李 蒙，章超明武漢工程大學(xué)理學(xué)院，湖北 武漢 430205熱聲換熱器熱量傳遞的速率與效率直接影響著熱聲熱機(jī)的性能.耗散理論能更好地揭示換熱器的傳熱優(yōu)化特性，在熱聲換熱器研究中引入 耗散理論，針對(duì)順流和逆流兩種情況，計(jì)算了熱聲換熱器的耗散熱阻，并和最小熵產(chǎn)原理的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析.結(jié)果表明，在一定條件下，順流比逆流情況下的不可逆損失要大；當(dāng)換熱器低溫端流體的熱容量小于高溫端流體熱容量時(shí)不可逆
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2017年4期2017-08-08
- 薄壁結(jié)構(gòu)在熱聲載荷下的疲勞壽命分析與試驗(yàn)驗(yàn)證
36)薄壁結(jié)構(gòu)在熱聲載荷下的疲勞壽命分析與試驗(yàn)驗(yàn)證王 建，沙云東(沈陽航空航天大學(xué)遼寧省航空推進(jìn)系統(tǒng)先進(jìn)測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽110136)數(shù)值研究了熱聲載荷作用下薄壁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，并開展了薄壁結(jié)構(gòu)的熱聲激振試驗(yàn)，獲取了薄壁結(jié)構(gòu)的熱模態(tài)頻率與不同熱聲載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果。采用熱聲疲勞壽命預(yù)估模型，仿真分析了薄壁結(jié)構(gòu)疲勞壽命隨聲壓級(jí)和溫度的變化規(guī)律。試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比表明，試驗(yàn)與仿真的模態(tài)頻率具有一致性，應(yīng)變響應(yīng)量級(jí)相同。屈曲系數(shù)由0增加到1.8，GH
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2017年3期2017-07-25
- 蘊(yùn)含在熱聲制冷技術(shù)中的物理知識(shí)
：文章首先介紹了熱聲制冷的工作原理，其次運(yùn)用最基本的力學(xué)、聲學(xué)、熱力學(xué)與熱力統(tǒng)計(jì)等知識(shí)去推導(dǎo)熱聲制冷技術(shù)最重要的兩個(gè)參數(shù)——熱穿透深度和臨界溫度梯度，并對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)有了一個(gè)新的高度，接著介紹熱聲理論的發(fā)展進(jìn)程，尤其是非線性效應(yīng)的研究，然后通過設(shè)計(jì)熱聲制冷機(jī)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Rayleigh準(zhǔn)則，最后展望熱聲制冷技術(shù)的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：熱聲制冷技術(shù)；熱聲理論；駐波；物理知識(shí)；熱穿透深度；臨界溫度梯度 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A中圖分類號(hào)：TB61 文章編號(hào)：1009-2374（
中國(guó)高新技術(shù)企業(yè) 2017年9期2017-06-01
- 熱聲發(fā)電系統(tǒng)最大聲電效率阻抗匹配分析
110034)?熱聲發(fā)電系統(tǒng)最大聲電效率阻抗匹配分析何 新1，2夏加寬1蘇 浩1李文瑞1張 健1(1.沈陽工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 沈陽 110870 2.沈陽師范大學(xué)數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院 沈陽 110034)為提高熱聲發(fā)電系統(tǒng)的聲電轉(zhuǎn)換效率，根據(jù)相似理論，結(jié)合聲學(xué)阻抗流源機(jī)理進(jìn)行分析，提出一種永磁直線發(fā)電機(jī)彈簧機(jī)械阻抗和負(fù)載電阻抗的聲學(xué)阻抗匹配設(shè)計(jì)方法。該方法以提高捕獲聲功為約束條件，實(shí)現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換效率最大。進(jìn)一步地，在彈簧機(jī)械阻抗和負(fù)載容抗聲學(xué)阻抗匹配時(shí)，給出
電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2017年9期2017-05-16
- 不可逆熱聲制冷機(jī)的Ω函數(shù)優(yōu)化
0073)不可逆熱聲制冷機(jī)的Ω函數(shù)優(yōu)化蔣智杰，吳鋒，田一澤(武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430073)根據(jù)熱聲制冷機(jī)參數(shù)振蕩的特點(diǎn)，建立復(fù)指數(shù)傳熱規(guī)律不可逆熱聲制冷機(jī)循環(huán)模型.提出Ω=(2ε-1)R/ε的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù).在考慮熱阻、熱漏、內(nèi)不可逆性等不可逆因素的情況下，利用有限時(shí)間熱力學(xué)，分析不可逆熱聲制冷機(jī)各性能參數(shù)的優(yōu)化關(guān)系.熱聲制冷機(jī)；復(fù)指數(shù)傳熱；有限時(shí)間熱力學(xué)；優(yōu)化0 引言不同于傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷機(jī)，熱聲制冷技術(shù)[1-3]是21世紀(jì)全新的
- 不同填料對(duì)絲網(wǎng)回?zé)崞餍阅艿挠绊?/a>
熱器的換熱效率.熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)；熱效率；填料；絲網(wǎng)回?zé)崞?span id="j5i0abt0b" class="hl">熱聲熱機(jī)是一種全新的熱機(jī)，它因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、使用壽命長(zhǎng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)而備受能源動(dòng)力行業(yè)的關(guān)注.經(jīng)歷了近30年的發(fā)展，熱聲領(lǐng)域已從理論研究走向了應(yīng)用研究，熱聲技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用給人類的能源帶來了新的曙光和希望，在低溫電子以及航空航天事業(yè)方面做出了巨大貢獻(xiàn)［1-2］.熱聲器件（熱聲疊或熱聲回?zé)崞鳎┦?span id="j5i0abt0b" class="hl">熱聲熱機(jī)中實(shí)現(xiàn)熱聲效應(yīng)的核心部件，對(duì)熱聲器件的研究也隨著這一趨勢(shì)而變得炙手可熱，特別是對(duì)熱聲器件結(jié)構(gòu)及其填
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2017年1期2017-03-01
- 熱聲制冷微循環(huán)的特性優(yōu)化
武漢430205熱聲制冷微循環(huán)的特性優(yōu)化何秋石，吳鋒*，陳浩，田一澤，蔣智杰武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北武漢430205建立包含直線過程的熱聲制冷微循環(huán)模型，簡(jiǎn)要描述了熱聲微循環(huán)過程.應(yīng)用有限時(shí)間熱力學(xué)的方法分析此模型的循環(huán)最優(yōu)性能，求出了包含直線過程的熱聲微循環(huán)吸熱與放熱的臨界點(diǎn)、循環(huán)的制冷量、制冷率及制冷機(jī)的性能系數(shù)；并由數(shù)值模擬得出熱聲制冷微循環(huán)中，制冷量、制冷率以及制冷機(jī)性能系數(shù)與直線過程壓強(qiáng)比和等壓過程體積比之間的特性關(guān)系.結(jié)果表明：制冷機(jī)的制
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年6期2016-12-30
- 揚(yáng)聲器對(duì)Rijke型燃燒器熱聲不穩(wěn)定控制效果的研究
ijke型燃燒器熱聲不穩(wěn)定控制效果的研究周 昊， 黃 燕， 丁 芳， 王恒棟， 岑可法(浙江大學(xué) 能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310027)揚(yáng)聲器布置在Rijke管型燃燒器入口和出口處，輸出不同頻率和聲壓級(jí)的聲波可以對(duì)熱聲不穩(wěn)定進(jìn)行開環(huán)主動(dòng)控制。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在熱聲管燃料入口燃料管路布置揚(yáng)聲器是一種有效的熱聲不穩(wěn)定主動(dòng)控制方法，揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波可以使熱聲不穩(wěn)定的壓力振蕩有所衰減，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生新的和聲波同頻的壓力振蕩；在某些工況下，和聲波同頻的壓力振蕩幅值甚
振動(dòng)與沖擊 2016年22期2016-12-12
- 磁致伸縮換能器熱聲制冷機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
）磁致伸縮換能器熱聲制冷機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證孫建平1，汪建新2（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014010；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014010）在分析熱聲制冷裝置熱聲轉(zhuǎn)換原理的基礎(chǔ)上，對(duì)微型熱聲制冷機(jī)主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，確定了一種以磁致伸縮換能器驅(qū)動(dòng)的熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。用ANSYS軟件對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)在給定的邊界條件下，板疊內(nèi)部產(chǎn)生熱聲效應(yīng)，從熱端到冷端有明顯的溫降。通過實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)代電子技術(shù) 2016年21期2016-12-01
- 雙聲源驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)特征時(shí)間的熵產(chǎn)分析
074雙聲源驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)特征時(shí)間的熵產(chǎn)分析陳浩，吳鋒*，何秋石，蔣智杰，田一澤武漢工程大學(xué)理學(xué)院，湖北 武漢 430074在有限時(shí)間熱力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對(duì)雙聲源驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)的回?zé)崞髀晥?chǎng)進(jìn)行分析，以特征時(shí)間為特征參數(shù)來表征熱聲系統(tǒng)的換能效應(yīng)，尋求特征時(shí)間與回?zé)崞黛禺a(chǎn)之間的最優(yōu)關(guān)系以及其他因素對(duì)熵產(chǎn)率的影響.結(jié)果表明：熵產(chǎn)率隨著特征時(shí)間的減少，到達(dá)一個(gè)極小點(diǎn)后再平緩增大，通過調(diào)節(jié)阻抗比，尋求到一個(gè)最佳阻抗比值所對(duì)應(yīng)的最小熵產(chǎn)率，存在一個(gè)最優(yōu)特征時(shí)間使得系統(tǒng)
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年3期2016-09-27
- 行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)自激振蕩的非線性動(dòng)力學(xué)研究
00049)行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)自激振蕩的非線性動(dòng)力學(xué)研究徐靜遠(yuǎn)1,2陳燕燕1羅二倉1*(1中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100190) (2中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049)利用非線性熱聲網(wǎng)絡(luò)模型建立了一種行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)演化方程，考察了系統(tǒng)自激振蕩過程。重點(diǎn)探究非線性熱聲效應(yīng)的影響，并與僅考慮線性熱聲效應(yīng)的情況進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，當(dāng)僅考慮線性熱聲效應(yīng)時(shí)，振蕩曲線不斷增大，無法達(dá)到穩(wěn)定值；而考慮非線性熱聲效應(yīng)時(shí)，自激振蕩最
低溫工程 2016年4期2016-06-01
- 行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)
3000)行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)李曉明1梅宏昆1高 鵬2孔曉莉1(1遼寧科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院 鞍山 114051)(2河北大唐國(guó)際唐山熱電有限責(zé)任公司 河北 063000)首次采用有限元法(FEM)，對(duì)行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，以線性熱聲理論作為計(jì)算模型，且與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有相同的幾何結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工況，同時(shí)采用有限元方法中的加權(quán)余量法對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行求解，通過自主編寫的MATLAB計(jì)算程序，對(duì)熱聲系統(tǒng)進(jìn)行一系列的迭代計(jì)算，計(jì)算結(jié)果成功觀測(cè)到
低溫工程 2016年3期2016-06-01
- 熱端溫度對(duì)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的數(shù)值研究
武曈?熱端溫度對(duì)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的數(shù)值研究張楷，劉益才，謝海波，王壽川，劉亞強(qiáng)，武曈(中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410083)建立場(chǎng)協(xié)同模型，采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法，對(duì)1/4波長(zhǎng)駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行二維數(shù)值模擬研究，分析不同熱端溫度下系統(tǒng)內(nèi)聲功率的變化情況以及板疊與氣體工質(zhì)間的對(duì)流傳熱特性。研究結(jié)果表明：波動(dòng)壓力與體積流率幅值隨著熱端溫度的升高而不斷增大，相位差隨著熱端溫度的升高呈下降趨勢(shì)，特定結(jié)構(gòu)的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)使系統(tǒng)聲功輸出最大的
- 壓水堆堆芯新型非能動(dòng)熱聲測(cè)溫裝置
堆堆芯新型非能動(dòng)熱聲測(cè)溫裝置劉 輝*，徐峻楠，黎永耀，孟穎超，李楚齊，劉小晗（哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱 150001）本文基于熱聲效應(yīng)原理設(shè)計(jì)出一種新型的測(cè)溫裝置，用于彌補(bǔ)現(xiàn)今核反應(yīng)堆內(nèi)以熱電偶等方式測(cè)溫缺乏非能動(dòng)特性的不足，可以提高在嚴(yán)苛環(huán)境下儀表測(cè)量的可靠性和安全性。本文利用DeltaEC熱聲計(jì)算軟件對(duì)設(shè)計(jì)的熱聲測(cè)溫裝置各個(gè)組件尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，目標(biāo)是使得各個(gè)組件組成的系統(tǒng)性能最佳，即在同等工作條件下裝置內(nèi)氣體震蕩幅度最高。經(jīng)過優(yōu)化后，通過改變熱端溫度找到
核安全 2015年4期2015-01-06
- 熱聲熱機(jī)的研究進(jìn)展
的眾多新領(lǐng)域中，熱聲技術(shù)非常有潛力，有著廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的熱機(jī)是基于一定的熱力循環(huán)，利用其機(jī)械運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)工作介質(zhì)狀態(tài)的控制，完成熱能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化。熱聲技術(shù)基于熱聲效應(yīng)使得熱能與聲能之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互轉(zhuǎn)換，即在滿足一定條件下可以將輸入的熱能轉(zhuǎn)化為聲能，產(chǎn)生熱致聲效應(yīng)或聲致冷效應(yīng)，構(gòu)成熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或熱聲制冷機(jī)。基于熱聲效應(yīng)工作的發(fā)動(dòng)機(jī)和制冷機(jī)有著傳統(tǒng)熱機(jī)無法與之媲美的優(yōu)點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無運(yùn)動(dòng)部件，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，使用壽命長(zhǎng);(2)工作介質(zhì)主要為惰性氣體
真空與低溫 2014年1期2014-12-04
- Rijke管熱聲不穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)研究
安)Rijke管熱聲不穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)研究楊亞晶1,2,王萬征1,2(1.西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院, 710049, 西安;2.西安交通大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 710049, 西安)針對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)常發(fā)生的具有破壞性的熱聲振蕩現(xiàn)象,為了獲得熱聲振蕩的共振頻率信息并提供一種有效的抑制途徑,自行搭建了Rijke管熱聲振蕩實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),在不同熱源位置、不同熱源功率及不同空氣流速等條件下測(cè)量了熱聲振蕩的頻率及聲壓。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的熱聲振蕩頻率均在110～117 H
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年5期2014-08-08
- 實(shí)際熱聲熱機(jī)微熱力學(xué)循環(huán)性能優(yōu)化
073）0 引言熱聲熱機(jī)是一種完全新型的熱機(jī)［1－5］，與傳統(tǒng)的熱機(jī)相比，由于其無運(yùn)動(dòng)部件，消除了因機(jī)械摩擦而存在的磨損與振動(dòng)；另外，熱聲熱機(jī)中使用的工質(zhì)是對(duì)環(huán)境無害的惰性氣體，從而消除了因有害氣體（如氟利昂）對(duì)環(huán)境的污染問題.熱聲熱機(jī)工作機(jī)理為熱聲效應(yīng)機(jī)理：聲與熱在滿足一定條件下的相互轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，即熱能轉(zhuǎn)換成聲能或者聲能轉(zhuǎn)換成熱能的現(xiàn)象.基于熱聲熱機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外形成了研究熱聲熱機(jī)的熱點(diǎn).熱聲微熱力學(xué)循環(huán)為處于聲場(chǎng)和溫度場(chǎng)作用下的流相工質(zhì)，由許多微團(tuán)組
- 超短脈沖微波高效激發(fā)的高分辨率熱聲成像＊
及脈沖微波激發(fā)的熱聲成像近年在生物醫(yī)學(xué)及材料的無損檢測(cè)等領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注［1-3］。物質(zhì)吸收光能/微波而被激發(fā)，并通過非輻射躍遷把這種能量轉(zhuǎn)換為熱能而引起局部迅速膨脹和壓力增大，強(qiáng)度隨時(shí)間變化的光/微波輻射引起的熱膨脹能產(chǎn)生聲波的現(xiàn)象，即光聲/熱聲效應(yīng)。微波致熱聲成像是將一定頻率的微波(射頻)調(diào)制為窄脈沖照射具有電磁波吸收差異的生物組織，在短時(shí)間內(nèi)，生物組織吸收電磁波脈沖能量后轉(zhuǎn)換為熱膨脹而激發(fā)超聲波信號(hào)。通過獲取不同位置處的超聲波信號(hào)即可以重建生物組織
激光生物學(xué)報(bào) 2013年1期2013-11-10
- 加強(qiáng)型微型熱聲制冷機(jī)諧振管的設(shè)計(jì)*
10)加強(qiáng)型微型熱聲制冷機(jī)諧振管的設(shè)計(jì)*汪建新，張 彤(內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010)設(shè)計(jì)一種高效率的熱聲制冷機(jī)諧振管，采用Fluent流體軟件對(duì)比漸擴(kuò)管、直管、漸縮管中的壓力，發(fā)現(xiàn)漸縮管具有增壓作用。設(shè)計(jì)了1/4波長(zhǎng)的諧振管，并調(diào)節(jié)其聲腔使其達(dá)到縱向諧振頻率狀態(tài)，以便提高熱聲制冷機(jī)的效率。Fluent;壓力對(duì)比;諧振;模態(tài)分析1 引言熱聲制冷技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的一種新的制冷技術(shù)，由此發(fā)展而來的熱聲制冷機(jī)相比于傳統(tǒng)的制冷機(jī)具
機(jī)械研究與應(yīng)用 2013年5期2013-06-09
- 行波熱聲熱機(jī)的理論與實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
083)1 引言熱聲效應(yīng)就是熱能與聲能之間能量的相互轉(zhuǎn)化，把基于熱聲原理的機(jī)械統(tǒng)稱為熱聲熱機(jī)。近幾十年來，人們對(duì)于能源短缺、環(huán)境污染等問題所帶來的危害，已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到開發(fā)全新熱力循環(huán)熱機(jī)的重要性。與傳統(tǒng)的熱機(jī)相比，熱聲熱機(jī)具有一些不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先，熱聲熱機(jī)的工作介質(zhì)采用氦氣等惰性氣體，無污染。替代了傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷機(jī)中對(duì)臭氧層有破壞的氟利昂類工作介質(zhì)。其次，可以利用太陽能、工業(yè)廢熱、汽車尾氣、生物質(zhì)能等低品位能源，在能源匱乏、太陽能充足地區(qū)有較大發(fā)展
真空與低溫 2013年1期2013-05-24
- 熱聲載荷下薄壁結(jié)構(gòu)非線性振動(dòng)響應(yīng)分析及疲勞壽命預(yù)測(cè)
內(nèi)應(yīng)力均值;而在熱聲載荷激勵(lì)下，薄壁結(jié)構(gòu)響應(yīng)在多個(gè)后屈曲平衡位置之間的跳變會(huì)導(dǎo)致非常高的交變應(yīng)力，因此，熱聲載荷對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)壽命影響比單一聲載荷要嚴(yán)重很多。在熱聲載荷作用下，薄壁結(jié)構(gòu)將以非線性方式振動(dòng)，這將大大削弱結(jié)構(gòu)壽命。為了保證結(jié)構(gòu)的安全性，就需要確定一種適用于熱聲激勵(lì)下評(píng)價(jià)金屬薄壁結(jié)構(gòu)高周疲勞壽命的方法。近年來，考慮熱載荷影響的結(jié)構(gòu)聲振疲勞問題一直是航空航天領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在此方面做了大量的基礎(chǔ)性研究工作。沙云東等［1］和金奕山等［2］探討了
振動(dòng)與沖擊 2013年24期2013-05-24
- 絲網(wǎng)板疊型駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性研究
)絲網(wǎng)板疊型駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性研究樓 平1劉 鈺1，2孫大明1邱利民1王 凱1王 波1，3(1浙江大學(xué)制冷與低溫研究所 杭州 310027)(2上海航天設(shè)備制造總廠 上海 200245)(3中國(guó)電子科技集團(tuán)第十六研究所 合肥 230043)基于線性熱聲理論設(shè)計(jì)并搭建了一臺(tái)絲網(wǎng)型駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)，采用不同目數(shù)的不銹鋼絲網(wǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，考察了絲網(wǎng)板疊幾何參數(shù)和工作壓力對(duì)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和線性熱聲理論計(jì)算結(jié)果吻合度較好。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高目數(shù)絲網(wǎng)板疊
低溫工程 2012年1期2012-09-17
- 熱聲驅(qū)動(dòng)的氣-液雙作用行波熱聲制冷機(jī)
100049)熱聲驅(qū)動(dòng)的氣-液雙作用行波熱聲制冷機(jī)張 爽1，2陳燕燕1羅二倉1(1中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100190)(2中國(guó)科學(xué)院研究生院 北京 100049)提出了一種熱聲驅(qū)動(dòng)的氣-液雙作用行波熱聲制冷機(jī)，對(duì)其性能進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。計(jì)算結(jié)果表明，在平均工作壓力3.0 MPa，發(fā)動(dòng)機(jī)定壁溫加熱溫度440℃工況下，系統(tǒng)諧振頻率為12.76 Hz，在-20℃制冷溫度以及環(huán)境溫度為27℃的情況下獲得0.708 kW制冷量，整機(jī)
低溫工程 2012年6期2012-09-17
- 定加熱溫度下熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)聲功輸出特性研究
9)定加熱溫度下熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)聲功輸出特性研究張麗敏1，2吳張華1羅二倉1戴 巍1(1中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100190)(2中國(guó)科學(xué)院研究生院 北京 100049)對(duì)定加熱溫度下行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)阻容負(fù)載進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析討論了聲阻和容抗對(duì)聲功輸出的影響。以氦氣為工質(zhì)，在充氣壓力為3 MPa、加熱溫度為923 K的條件下，對(duì)不同氣庫體積的熱聲系統(tǒng)進(jìn)行了模擬;此外，還采用負(fù)體積氣庫模擬了阻抗虛部為正值的情況。計(jì)算結(jié)果表明，容抗值
低溫工程 2012年1期2012-09-17
- 熱聲制冷技術(shù)的研究與進(jìn)展
06)0 前 言熱聲制冷技術(shù)是二十一世紀(jì)全新的制冷技術(shù),在最近的二十年,世界許多的物理學(xué)家和機(jī)械工程師們都致力于研究這種基于熱聲理論的新型熱機(jī)和制冷機(jī),無論是在理論方面還是工程應(yīng)用方面都取得了突破性的進(jìn)展,許多研究已經(jīng)進(jìn)入到了實(shí)用的商業(yè)化階段。與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷相比,熱聲熱機(jī)具有無可比擬的優(yōu)勢(shì):無需使用污染環(huán)境的制冷劑,而是使用惰性氣體和其混合物作為工質(zhì),因此不會(huì)導(dǎo)致使用CFCs和HFCs產(chǎn)生臭氧層的破壞和溫室效應(yīng)而污染環(huán)境;無需振蕩的活塞和密封潤(rùn)滑,
制冷 2012年3期2012-08-03
- 熱聲熱機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
者從多個(gè)角度討論熱聲振蕩的產(chǎn)生機(jī)理[1-6]。研究表明熱聲熱機(jī)的聲學(xué)特性和頻率存在一定關(guān)系，在某一頻率下聲學(xué)特性表現(xiàn)最佳[7-8]。當(dāng)某個(gè)力作用于結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)引起結(jié)構(gòu)自身的振動(dòng)，這是結(jié)構(gòu)聲產(chǎn)生的一個(gè)重要原因即振動(dòng)激勵(lì)[9-11]。根據(jù)結(jié)構(gòu)聲理論，結(jié)構(gòu)聲是熱聲熱機(jī)所固有的聲學(xué)特性，在發(fā)生結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)機(jī)體是以多個(gè)模態(tài)振動(dòng)。因此，當(dāng)機(jī)體振動(dòng)頻率與熱聲系統(tǒng)中氣體介質(zhì)的振動(dòng)發(fā)生耦合時(shí)，勢(shì)必會(huì)對(duì)系統(tǒng)效率造成影響。黃謙等[12-13]利用Solidworks和ANSYS軟件
- 熱聲理論的研究進(jìn)展
74)0 引 言熱聲系統(tǒng)是一個(gè)非常奇妙的能產(chǎn)生熱聲效應(yīng)的系統(tǒng)，它既簡(jiǎn)單又復(fù)雜.說它簡(jiǎn)單，是因?yàn)橄到y(tǒng)中只是波(駐波、行波或混合波)在運(yùn)行；說它復(fù)雜，是因?yàn)樗膯⒄衲B(tài)、運(yùn)行機(jī)理以及非線性行為等等仍有許多未解之迷.所謂熱聲效應(yīng)[1-3]，是在一定條件下，熱能與聲能相互轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象.它是系統(tǒng)第一介質(zhì)(可壓縮流體)的聲振蕩與第二介質(zhì)(固體壁)之間由于熱相互作用而產(chǎn)生的時(shí)均能量效應(yīng).廣義的說，它是振蕩過程與擴(kuò)散過程的相互作用與耦合；狹義的說，它是熱能與有序聲能的直接轉(zhuǎn)
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2012年1期2012-06-11
- 不同工作氣體的雙作用熱聲發(fā)電機(jī)的熱力性能研究
)1 引言雙作用熱聲發(fā)電機(jī)是由多個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)與多個(gè)直線電機(jī)串聯(lián)組成環(huán)形結(jié)構(gòu)的一種新型熱聲發(fā)電裝置［1］。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換為聲能，再由直線電機(jī)將聲能轉(zhuǎn)換成電能。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，潛在效率高，工質(zhì)無污染以及能利用低品位熱能等優(yōu)點(diǎn)。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)與高效的直線電機(jī)組成的多缸雙作用熱聲發(fā)電機(jī)不僅能發(fā)揮熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)，而且取消了傳統(tǒng)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)體積龐大的諧振管，使系統(tǒng)的功率密度大大提高。它可以利用太陽能或生物質(zhì)能等作為熱源，極具市場(chǎng)應(yīng)用前景。目前，關(guān)于
低溫工程 2012年4期2012-02-26
- 環(huán)路聲學(xué)共振多級(jí)行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)理研究
049)1 引言熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將熱能轉(zhuǎn)換為聲功的新型熱機(jī)，因其無運(yùn)動(dòng)部件、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行安全可靠、對(duì)環(huán)境友好而受到人們的廣泛關(guān)注。熱聲能量的轉(zhuǎn)換在很大程度上決定于壓力波動(dòng)與體積流率波動(dòng)之間的相位差。體積流率可表示成與壓力波動(dòng)同相的行波分量和與壓力波動(dòng)相位相差π/2的駐波分量之和，只有行波分量才能產(chǎn)生聲功［1］。因此，使聲場(chǎng)中行波分量盡量增大對(duì)提高熱聲機(jī)械轉(zhuǎn)換效率具有積極的意義。行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的概念最早由美國(guó)的Ceperley于1973年提出，但他對(duì)降低
低溫工程 2012年3期2012-02-26
- 熱聲熱機(jī)的理論研究及其進(jìn)展
083)1 引言熱聲熱機(jī)［1］是一種新型熱機(jī)，由于其少或無運(yùn)動(dòng)部件，從根本上消除了經(jīng)典熱機(jī)存在的磨損與振動(dòng);另外，熱聲熱機(jī)中使用的工質(zhì)是對(duì)環(huán)境無害的工作流體(如惰性氣體等)，從而克服了經(jīng)典熱機(jī)的環(huán)境污染問題。近幾十年來，對(duì)熱聲熱機(jī)的研究成為熱機(jī)的又一個(gè)亮點(diǎn)。目前，由于熱聲熱機(jī)的效率比較低、體積比較大、成本比較高，還無法與經(jīng)典熱機(jī)媲美［2］，所以通過對(duì)熱聲熱機(jī)的理論研究，能夠清晰的分析影響熱聲熱機(jī)的因素，提高熱機(jī)的轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)熱機(jī)的微型化。2 熱聲熱機(jī)理論
真空與低溫 2011年3期2011-12-04
- 熱聲系統(tǒng)振蕩流換熱器的特性
熱聲系統(tǒng)振蕩流換熱器的特性（1.武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北武漢430074；2.海軍工程大學(xué)研究生院，湖北武漢430033）利用波動(dòng)理論建立雙向時(shí)滯模型，以研究圓孔結(jié)構(gòu)和平板結(jié)構(gòu)換熱器微通道中溫度波的振蕩特性.結(jié)果表明，溫度波的振幅隨著無因次時(shí)間準(zhǔn)數(shù)ωτ值的增大而減?。辉诹鞯乐行?，其振幅隨著的增大均有一個(gè)先增大后減小的過程，并且平板結(jié)構(gòu)換熱器的性能要優(yōu)于圓孔結(jié)構(gòu)換熱器；為了提高換熱器的換熱性能，圓孔結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)1＜＜2，平行板結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)1.5＜＜2.
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2011年10期2011-11-09
- 高頻斯特林熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)特性研究
190)1 引言熱聲系統(tǒng)內(nèi)的聲振蕩工質(zhì)不僅是熱能和聲能傳遞與儲(chǔ)存的載體，還是熱聲系統(tǒng)中產(chǎn)生熱聲效應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或制冷機(jī)中，聲波使工質(zhì)微團(tuán)在熱聲回?zé)崞髦薪?jīng)歷一定的熱動(dòng)力學(xué)循環(huán)，在無運(yùn)動(dòng)部件的條件下實(shí)現(xiàn)了熱能到聲能的轉(zhuǎn)換或泵熱。熱聲效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)依賴于熱聲工質(zhì)的聲振蕩，然而，熱聲學(xué)的研究工作［1-3］多集中在回?zé)崞魉Π霃?、阻抗和相位等回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)參數(shù)和工作聲場(chǎng)條件上，對(duì)熱能和聲能的存儲(chǔ)、傳遞和轉(zhuǎn)換的載體工質(zhì)卻缺乏詳細(xì)系統(tǒng)的研究。由于影響熱聲效應(yīng)的參數(shù)的多
低溫工程 2011年5期2011-07-30
- 行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
過去的三十年里，熱聲學(xué)成為該領(lǐng)域探究的重點(diǎn)之一。以熱聲效應(yīng)為基礎(chǔ)的熱聲機(jī)械，無運(yùn)動(dòng)部件，使用低品位熱源，用氮?dú)饣蚝庾鳛楣べ|(zhì)，具有可靠性和穩(wěn)定性高，可實(shí)現(xiàn)廢熱再利用及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用前景十分廣闊。從聲學(xué)角度講，熱聲效應(yīng)是由于聲場(chǎng)中的固體介質(zhì)與振蕩流體之間的相互作用，使得距固體壁面一定范圍內(nèi)產(chǎn)生沿著或逆著聲傳播方向的時(shí)均熱流和時(shí)均功流[2]。按能量轉(zhuǎn)換方向的不同，熱聲效應(yīng)可分為熱能產(chǎn)生聲功、聲功產(chǎn)生熱能兩類。前者為熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)(亦稱熱聲驅(qū)動(dòng)器或熱聲壓縮機(jī))
制冷學(xué)報(bào) 2010年3期2010-08-03
- 熱聲制冷機(jī)回?zé)崞鞯默F(xiàn)狀及展望
003）1 引言熱聲熱機(jī)是一種基于熱聲效應(yīng)而發(fā)展的新型熱機(jī)，具有無運(yùn)動(dòng)部件、無污染、長(zhǎng)壽命、可利用低品位廢熱等諸多優(yōu)點(diǎn)。雖然熱聲熱機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)有限應(yīng)用，但熱聲熱機(jī)受效率低、成本高等因素困擾，至今仍然無法與傳統(tǒng)熱機(jī)媲美[1～3]?；?zé)崞髯鳛?span id="j5i0abt0b" class="hl">熱聲熱機(jī)的核心部件，熱聲轉(zhuǎn)換就發(fā)生在回?zé)崞髦?，回?zé)崞鞯牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)直接影響整機(jī)性能?；?zé)崞髦械闹饕獡p失并非是溫差情況下的傳熱損失，而是頻率或填料結(jié)構(gòu)不合理造成的損失，所以通過頻率匹配可以提高回?zé)崞鞯男蔥4]。實(shí)際上，由于各種
真空與低溫 2010年4期2010-05-24
- Rijke型熱聲自激振蕩機(jī)理研究進(jìn)展
39)1 引 言熱聲效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)源于“歌焰”(Singing Flame)現(xiàn)象，又稱Higgins管，是將氫焰放在兩端開口的垂直管中激發(fā)出聲音的一種現(xiàn)象。在大學(xué)課堂上廣泛用作熱聲演示裝置的簫聲管(Rijke管)實(shí)際上是利用加熱的絲網(wǎng)代替火焰的Higgins管。如圖1所示，在兩端開口管中適當(dāng)?shù)奈恢眉尤霟崃?，在一定貫穿氣流作用下，可獲得發(fā)聲宏大、倍音豐富的熱聲自激振蕩現(xiàn)象。Rijke管自發(fā)明以來得到了廣泛的研究和應(yīng)用，最突出的是在熱機(jī)領(lǐng)域和在燃燒領(lǐng)域中的應(yīng)用。R
低溫工程 2010年1期2010-02-23
- 氣液耦合振動(dòng)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力特性
27)1 引 言熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的新型熱機(jī)，僅由換熱器和管段組成，消除了傳統(tǒng)熱機(jī)中的活塞、曲軸等運(yùn)動(dòng)部件，不存在滑動(dòng)密封、機(jī)械磨損等問題，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)［1］。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能以壓力波的形式輸出，目前主要應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)獲得制冷效應(yīng)和驅(qū)動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電［2－8］。傳統(tǒng)的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用氣體(氦、氮、氬等)或者液體(液態(tài)金屬鈉等)作為工質(zhì)［1－6］。此前的研究工作表明，將氣體工質(zhì)和液體工質(zhì)置于同一熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)之中
低溫工程 2010年4期2010-02-23