平行結(jié)構(gòu)板疊參數(shù)對(duì)駐波型熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)熱聲性能影響的研究.pdf

1、熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)是一種利用板疊內(nèi)部產(chǎn)生的熱聲效應(yīng)，將聲能轉(zhuǎn)換為熱能的新型裝置。與傳統(tǒng)制冷機(jī)相比，它具有整機(jī)無(wú)運(yùn)動(dòng)摩擦件，保養(yǎng)維修方便;工作時(shí)的振動(dòng)及噪音遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)制冷機(jī);內(nèi)部流體工質(zhì)無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對(duì)象。
　　本文首先介紹了熱聲理論與熱聲制冷技術(shù)的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀，較為詳細(xì)的闡明了熱聲制冷的基本原理與相關(guān)理論;設(shè)計(jì)了駐波型熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)模型，利用線性熱聲理論，對(duì)駐波場(chǎng)中平行結(jié)構(gòu)板疊內(nèi)的能流進(jìn)行了分析

2、，建立了駐波型熱聲制冷機(jī)內(nèi)平行結(jié)構(gòu)板疊在絕熱狀態(tài)下冷熱端溫差的計(jì)算模型，并研究了系統(tǒng)中的板疊其參數(shù)（結(jié)構(gòu)、位置、熱物性）在一定的取值范圍對(duì)溫差的影響;同時(shí)分析了平行結(jié)構(gòu)板疊兩端施加負(fù)載時(shí)熱聲制冷機(jī)的性能系數(shù)COP以及系統(tǒng)中板疊參數(shù)在取值范圍內(nèi)對(duì)COP值的影響;最后通過(guò)試驗(yàn)對(duì)駐波型熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)內(nèi)平行結(jié)構(gòu)板疊在絕熱狀態(tài)下溫差模型的適用性進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了模型對(duì)系統(tǒng)中平行結(jié)構(gòu)板疊絕熱狀態(tài)下兩端溫差描述的正確性。為平行結(jié)構(gòu)板疊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和深入

3、理解板疊參數(shù)對(duì)板疊內(nèi)熱聲效應(yīng)的影響，以及今后對(duì)熱聲系統(tǒng)中復(fù)雜板疊的理論分析和駐波型熱聲制冷機(jī)性能優(yōu)化提供了思路和方法。全文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)以平行結(jié)構(gòu)板疊參數(shù)對(duì)駐波型熱聲制冷機(jī)熱聲性能的影響為主要研究目標(biāo)，根據(jù)經(jīng)典的線性熱聲理論，分析了平行結(jié)構(gòu)板疊中的一階速度波動(dòng)、溫度波動(dòng)、二階能流以及溫度梯度等幾個(gè)重要變量之間的關(guān)系，并建立了Swift提出的短板邊界理論中平行結(jié)構(gòu)板疊內(nèi)部的焓流以及聲功流的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
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4、2)討論了熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見的驅(qū)動(dòng)壓比數(shù)、流體工質(zhì)類型、工作頻率以及平行結(jié)構(gòu)板疊參數(shù)一般的取值范圍，設(shè)計(jì)了駐波型熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)模型，并根據(jù)絕熱條件下的熱平衡方程，建立了以一階速度變量、一階溫度變量表達(dá)的該系統(tǒng)內(nèi)平行結(jié)構(gòu)板疊的冷熱端溫差計(jì)算模型，利用溫差模型研究分析了此系統(tǒng)中板疊絕熱狀態(tài)下各個(gè)參數(shù)在一定的選取范圍內(nèi)對(duì)其溫差的影響規(guī)律。此外，還通過(guò)建立的駐波型熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)性能系數(shù)COP的計(jì)算模型分析了系統(tǒng)中平行結(jié)構(gòu)板疊兩端施加負(fù)載的