熱聲熱機換熱器的特性研究.pdf

1、熱聲熱機是一種新的能量轉(zhuǎn)換裝置,它工作于熱聲效應(yīng)機理,并因其無運動部件、結(jié)構(gòu)簡單、無污染、可靠性高、能利用低品位能源等優(yōu)點而受到了許多研究者的重視。
　　熱聲熱機主要部件有加熱器、冷卻器、回熱器及諧振管,其中加熱器和冷卻器的作用是使回熱器的兩端形成溫度梯度,以維持熱聲效應(yīng)。這兩個部件一直都是熱聲學(xué)研究的難點與重點。目前很少有關(guān)于熱聲換熱器振蕩換熱研究的理論分析和數(shù)值解,而在換熱器的實際設(shè)計中大部分是依據(jù)定常流的關(guān)聯(lián)式計算,這對振蕩

2、流的換熱其實并不適用。本文在系統(tǒng)全面的了解前人研究成果的基礎(chǔ)上繼續(xù)對熱聲換熱器進行了相關(guān)研究。本文的主要工作有如下幾個方面:
　　利用波動理論建立雙向時滯模型,研究圓孔結(jié)構(gòu)和平板結(jié)構(gòu)換熱器微通道中橫向溫度波的振蕩特性,并比較兩種結(jié)構(gòu)換熱器的換熱量。結(jié)果表明:邊界條件和熱滲透深度對橫向溫度波的影響很大,為了提高換熱器的性能,一般設(shè)計圓孔結(jié)構(gòu)一般設(shè)計1

3、要高于圓孔結(jié)構(gòu)換熱器,且換熱器內(nèi)固體壁面部分厚度越小越好。
　　根據(jù)低壓比、小振幅振蕩的線性近似條件下的速度和溫度分布以及熱力學(xué)第一定律推導(dǎo)了熱聲熱機換熱器的兩種熵產(chǎn)表達式;基于火積耗散理論推導(dǎo)出熱聲熱機振蕩流換熱器的火積耗散數(shù),從理論分析和數(shù)值模擬來探討振蕩流換熱器的相關(guān)特性與火積耗散數(shù)的關(guān)系。研究表明:換熱器的幾何結(jié)構(gòu)、運行工況以及特性參數(shù)等對換熱器熵產(chǎn)和火積耗散數(shù)有很大的影響;應(yīng)設(shè)計換熱器的NTU>,且逆流的1熵產(chǎn)率要小于順