高波
,
罗二仓
,
陈燕燕
,
戴巍
工程热物理学报
基于弱非线性热声理论,对热声换热器的换热特性进行了理论研究.获得了平行平板通道内二阶周期平均热流的解析解,并指出存在临界声导率比的模∣Yα∣Icr,使得二阶周期平均热流为零.当实际声导率比的模大于∣Yα∣Icr时,振荡流体从外热源吸热,为吸热器;当实际声导率比的模小于∣Yα∣Icr时,振荡流体向外放热,为放热器.获得了平行平板通道内二阶周期平均温度的解析解.计算分析了工作流体的物性参数、流动参数以及声导率比对二阶周期平均温度分布的影响,为进一步考察换热系数提供了依据.
关键词:
可压缩振荡流动
,
热声换热器
,
周期平均换热
,
平行平板通道
,
二阶周期平均热流
,
二阶周期平均温度
蔡惠坤
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杨俊玲
,
杨鲁伟
,
梁惊涛
,
罗二仓
,
周远
工程热物理学报
本文分析了超高频下脉冲管制冷机的两个特点,并在理论分析和计算的基础上,利用强波热声发动机作为驱动源,形成300 Hz的超高频条件,研制了一套两级的脉冲管制冷机,着重考察了调相结构(小孔气库和惯性管)对制冷机的影响.经初步优化,二级冷头温度在1000 W时达到了66.54 K,1200 W时达到了64.64 K.
关键词:
超高频
,
脉冲管制冷机
,
热穿透深度
,
惯性管
戴巍
,
罗二仓
,
胡剑英
,
张泳
,
吴张华
,
黄云
工程热物理学报
压比是热声发动机性能的一个重要衡量参数.驻波发动机由于自身热力过程的不可逆性,使得目前所能获得的压比通常都比较低.笔者认为除了发动机各部件的尺寸参数之外,换热器的换热性能也是影响发动机压比的一个重要参数.因此本文对驻波热声发动机的换热器进行了改进设计,增强了加热器与工作介质的换热效果,系统的工作压比有了较大的提高.采用氦气、氮气和二氧化碳作为工质,其压比分别达到了1.15、1.22和1.215.
关键词:
驻波发动机
,
换热器
,
板叠
余国瑶
,
罗二仓
,
张晓东
,
戴巍
,
朱尚龙
工程热物理学报
高频热声斯特林发动机具有体积小,热效率高和无机械运动部件等特点,是驱动脉冲管制冷机等回热式制冷机的理想的压力波发生器.本文设计并研制了一高频热声斯特林发动机系统,实验研究了系统布置方位和工作介质对发动机性能的影响.实验结果发现布置方位对起振温度的影响较大,对稳定振荡的波动压力振幅和加热温度影响较小.采用氦气、氮气、氩气和二氧化碳作为工质,工作频率分别是314 Hz、108 Hz、98 Hz和76 Hz时,其压比分别达到了1.17、1.23、1.22和1.24.
关键词:
高频
,
热声斯特林发动机
,
布置方位
,
工质
余国瑶
,
罗二仓
,
戴巍
,
胡剑英
,
吴张华
工程热物理学报
采用计算流体动力学(CFD)方法,对高频驻波热声发动机和热声斯特林发动机实验系统分别进行了二维和三维数值模拟.计算模型具有与实验系统相同的几何结构、尺寸和运行工况.对计算模型的有效性进行了研究,表明实现有限换热条件的板叠实物模型适合驻波热声发动机的模拟,而实现局域热平衡的多孔介质模型适合热声斯特林发动机的模拟.计算结果成功观测到了非线性的自激振荡演化过程,捕捉到了两种发动机的不同非线性现象.计算结果分别给出了两种热声发动机内部的声场分布特性和复杂流场.计算结果与实验结果的对比验证了CFD方法对高频驻波热声发动机和热声斯特林发动机模拟的有效性.
关键词:
驻波热声发动机
,
热声斯特林发动机
,
计算流体动力学
罗二仓
,
戴巍
,
胡剑英
,
吴张华
,
黄云
,
张泳
,
周远
,
朱文秀
工程热物理学报
热声发动机驱动的脉管制冷机是一种完全无运动部件的低温制冷机,具有非常好的应用前景,本文介绍了本实验室在这方面取得的最新进展.首先我们对驻波热声发动机进行了改进设计,提高了其驱动压比,用氦气作为工质最大压比达到了1.15.在此基础上我们用其驱动同轴双向进气小孔型脉管制冷机,通过调整热声发动机的振荡频率,使之与脉管达到匹配,最终达到了84.3 K的最低制冷温度,这也是目前用驻波热声发动机驱动脉管所达到的最低制冷温度.同时,在此实验过程中,一些抑制跳频的方法也得到了实验验证.
关键词:
驻波
,
热声发动机
,
脉管制冷机
黄云
,
罗二仓
,
戴巍
,
张泳
,
吴张华
,
胡剑英
,
吴剑峰
工程热物理学报
本文报道了热声驱动的室温行波热声制冷机的实验研究.以氦气为工质研究了平均充气压力、工作频率等参数对制冷性能的影响.实验达到的最好结果为:最低温度为-47℃,在-20℃的制冷量为80 W,按输入制冷机的P-V功计算,相应的制冷系数COP达到1.6左右.
关键词:
热声驱动
,
行波热声制冷机
,
室温制冷
王晓涛
,
胡剑英
,
戴巍
,
罗二仓
,
周远
,
黄宇
,
任嘉
工程热物理学报
本文介绍了由线性压缩机驱动直线型脉冲管制冷机的最新研究结果.根据压缩机参数,依靠线性热声计算程序,优化出10 W级直线型脉冲管制冷机,并使得制冷机入口阻抗能够与压缩机匹配.实验结果表明,由于制冷机与压缩机之间耦合较好,压缩机在达到较好的声电效率的同时,制冷机也拥有较高的相对卡诺效率.其中最好的结果为在输入电功为127 W、制冷温度为77 K的情况下获得了9.4 W的制冷量,整机相对卡诺效率达到了19.8%.文中给出了不同压力、不同调相机构下的压缩机及制冷机特性并对结果进行了分析.
关键词:
线性压缩机
,
脉冲管制冷机
,
阻抗匹配
胡剑英
,
陈燕燕
,
罗二仓
,
戴巍
,
于波
工程热物理学报
热声压力波放大器是一种利用声学特性将压力波幅值进行放大的一种装置,它主要用来连接热声发动机和其驱动的制冷机,增大制冷机的驱动压比.由于声学压力波放大器内的压力幅值通常较大,流动速度也非常大,所以用线性热声理论难以对其进行准确的计算.本文通过对线性热声理论进行修正,获得了热声压力波放大器内湍流流动的修正方法,并对该修正方法进行了实验验证.研究结果表明,通过修正后的理论模型可以对热声压力波放大器进行较为准确的计算.该计算模型预计在其它的一些交变流动系统中也具有一定的适用性.
关键词:
热声
,
压力波放大器
,
湍流模型
