外激勵熱聲諧振管的研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)和光電子技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)冷卻器的設計極限與制作技術(shù)已無法滿足要求，因此，必須尋找新的制冷方式及采取新的可靠的制冷途徑。 熱聲制冷機具有結(jié)構(gòu)緊湊，無運動部件等優(yōu)點，成為現(xiàn)階段的研究熱點。然而傳統(tǒng)的熱聲熱機在進行大規(guī)模工程應用的過程中又存在著技術(shù)障礙：一是比體積功率比太低，使其尺寸太大；二是熱聲轉(zhuǎn)換效率較低，相對效率（即COP/COPcarnot）僅為5％。因此要發(fā)展熱聲制冷技術(shù)，就必須解決以上瓶頸問題。目前采取的解

2、決效率問題的方法一是增大行波分量；二是在保持行波相位的條件下，增大回熱器阻抗，減少出口聲功損失。 針對以上問題，本文首先從熱聲理論出發(fā)，運用網(wǎng)絡模型對熱聲熱機系統(tǒng)進行了描述，提出了以品質(zhì)因子Q作為衡量熱聲諧振管和回熱器性能優(yōu)劣的指標，并以此為依據(jù)設計了一臺外激勵分布膜片驅(qū)動的斯特林熱聲熱機系統(tǒng)，采用扁截面諧振管側(cè)面壓縮的方式驅(qū)動熱聲熱機，增加系統(tǒng)的行波分量以及壓力振幅，提高整機系統(tǒng)的效率。 運用有限元分析軟件對設計出的幾

3、種不同諧振腔結(jié)構(gòu)模型分別進行了振動特性分析，計算了結(jié)構(gòu)的固有頻率以及前幾階模態(tài)下的振形，討論了材料特性彈性模量與密度對結(jié)構(gòu)固有頻率的影響，并選擇彈性模量較低而密度較高的PVC材料進行了詳細的諧響應計算分析，得出了不同諧振管結(jié)構(gòu)、不同外激勵載荷條件下所產(chǎn)生的振動效果。結(jié)果表明選取分布式膜片分步驅(qū)動諧振腔可以使管內(nèi)聲場產(chǎn)生行波分量，達到了預期的目的。 對于多孔介質(zhì)玻璃棉纖維作回熱器填料時其復可壓縮性和品質(zhì)因子的特性做了實驗研究，理論