平面與球面熱致聲發(fā)射裝置的機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、熱聲效應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)熱能到聲能直接轉(zhuǎn)換，基于熱聲效應(yīng)設(shè)計(jì)制作的平面與球面熱致聲發(fā)射裝置，能夠?qū)⑤斎氲闹芷谛詿崃哭D(zhuǎn)換為一定強(qiáng)度的聲波。熱致聲發(fā)射裝置作為熱聲轉(zhuǎn)換部件，與傳統(tǒng)熱聲熱機(jī)中回?zé)崞饔兄举|(zhì)的不同，具有聲壓上限高、頻率可控、無(wú)振動(dòng)部件等特點(diǎn)。
　　 熱致聲發(fā)射裝置由加熱層、絕緣層和儲(chǔ)熱層組成。向加熱層輸入交變熱流信號(hào)，由于焦耳效應(yīng)及各層材料的不同熱力學(xué)特性，其表面附近區(qū)域會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的聲波。結(jié)合傳熱學(xué)、熱力學(xué)、聲學(xué)，對(duì)熱致聲發(fā)射裝

2、置模型進(jìn)行機(jī)理分析，得到了裝置各層溫度場(chǎng)分布表達(dá)式，裝置產(chǎn)生聲信號(hào)與輸入熱信號(hào)之間關(guān)系式及熱聲信號(hào)轉(zhuǎn)換效率表達(dá)式。
　　 通過(guò)數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，對(duì)平面與球面熱致聲發(fā)射裝置特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明:對(duì)于平面熱致聲發(fā)射裝置，提高輸入熱功率的大小，不僅能提高裝置產(chǎn)生的聲壓強(qiáng)度，且能提高裝置的熱聲轉(zhuǎn)換效率;當(dāng)輸入周期性矩形脈沖電信號(hào)時(shí)，占空比大小與產(chǎn)生的聲壓幅值成反比;環(huán)境溫度對(duì)裝置的工作性能影響較小，可認(rèn)為裝置具有穩(wěn)定的