熱聲
- 我研制出百千瓦級自由活塞熱聲斯特林發(fā)電樣機(jī)
百千瓦級自由活塞熱聲斯特林發(fā)電樣機(jī)。專家組現(xiàn)場測試結(jié)果顯示，在熱源溫度為530攝氏度時(shí)，發(fā)電樣機(jī)實(shí)測最大發(fā)電功率達(dá)102千瓦。自由活塞熱聲斯特林發(fā)電技術(shù)是一種新型熱發(fā)電技術(shù)?；谠摷夹g(shù)研制的發(fā)電機(jī)，主要由自由活塞熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和直線電機(jī)兩部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)主要組成部件為加熱器、熱聲換能器（傳統(tǒng)稱回?zé)崞鳎⒗鋮s器等，直線電機(jī)主要組成部分為動(dòng)力活塞、永磁體、線圈等。外部熱源通過加熱器向發(fā)動(dòng)機(jī)輸入熱量，提高加熱器的溫度；外部冷源則從冷卻器帶走熱量，使之維持在較低的溫度
科學(xué)導(dǎo)報(bào) 2023年80期2023-12-02
- 生物醫(yī)學(xué)微波熱聲成像*
10631)微波熱聲成像是一種以生物組織電特性差異為原理基礎(chǔ)的多物理場耦合成像方法.其采用脈沖微波作為激發(fā)源,通過熱彈性效應(yīng)產(chǎn)生的超聲波呈遞深層生物組織的結(jié)構(gòu)與功能信息,融合了微波成像高對比度和超聲成像高分辨率的優(yōu)點(diǎn).目前已在無損腦結(jié)構(gòu)成像、乳腺腫瘤篩查、人體關(guān)節(jié)炎成像、肝脂肪含量檢測等方面展現(xiàn)出了廣闊的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景,有望成為新的物理醫(yī)學(xué)影像方法.本文對微波熱聲成像技術(shù)的物理原理、系統(tǒng)裝置以及近來的代表性研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)性的介紹,并分析探討了微波熱聲成像
物理學(xué)報(bào) 2023年20期2023-11-16
- 燃燒室聲腔結(jié)構(gòu)對固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱聲振蕩影響的實(shí)驗(yàn)研究①
效或爆炸[6]。熱聲不穩(wěn)定是燃燒不穩(wěn)定最為主要的一種形式,屬于聲不穩(wěn)定燃燒,其特點(diǎn)是壓力振蕩的頻率與燃燒室聲腔的固有聲振頻率接近,本質(zhì)是熱源的放熱與聲場環(huán)境存在正反饋機(jī)制[7]。熱聲不穩(wěn)定燃燒的機(jī)理十分復(fù)雜,影響熱聲不穩(wěn)定的增益和阻尼因素眾多,前人對此做了大量理論和實(shí)驗(yàn)研究。楊向明等[8]研究了噴管潛入段對翼柱體聲腔模態(tài)的影響,發(fā)現(xiàn)潛入段空腔對低頻時(shí)的軸向聲模態(tài)影響很小,但使切向振型的固有頻率值減小。王大鵬等[9]通過分析不同裝藥結(jié)構(gòu)燃燒室的聲模態(tài)和聲學(xué)響
固體火箭技術(shù) 2023年1期2023-04-26
- 熱聲效應(yīng)和熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)
部件的發(fā)動(dòng)機(jī)——熱聲發(fā)動(dòng)機(jī).1 什么是熱聲效應(yīng)?在認(rèn)識熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)之前,我們先簡單了解一下什么是熱聲效應(yīng).早在18世紀(jì)初期,熱與聲之間的相互作用就引起了聲學(xué)家的興趣.在此之前,牛頓認(rèn)為聲波在空氣中的膨脹和壓縮不會(huì)影響溫度,計(jì)算得到空氣中聲速約為297m·s－1.直到18世紀(jì)初期,拉普拉斯考慮了聲音在空氣中傳播時(shí)空氣溫度的變化,從而修正了牛頓的預(yù)測值,才得到空氣中更為準(zhǔn)確的聲速.圖1熱與聲之間的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象也不斷被人們發(fā)現(xiàn).早在1777年,ByronHiggi
高中數(shù)理化 2022年18期2022-10-26
- 熱驅(qū)動(dòng)熱聲制冷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望
持續(xù)發(fā)展。熱驅(qū)動(dòng)熱聲制冷因其獨(dú)特的優(yōu)勢成為一種氣候友好、可靠且極具應(yīng)用前景的新型綠色制冷技術(shù)。熱驅(qū)動(dòng)熱聲制冷技術(shù)的原理是利用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的聲波驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)從而實(shí)現(xiàn)制冷，即獲得熱—聲—冷能源轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)通常采用惰性氣體(如氦氣、氮?dú)獾?做工作介質(zhì)，并且是一種外燃式的熱機(jī)，可采用多種低品位能源或太陽能驅(qū)動(dòng)工作，對環(huán)境非常友好。此外，熱聲熱機(jī)一般由空管段、多孔介質(zhì)及換熱器組成，結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低且不存在任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，可避免常規(guī)熱機(jī)中因機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的損
制冷學(xué)報(bào) 2022年4期2022-08-18
- 非對稱雙級環(huán)路行波熱聲熱機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究*
）0 引 言利用熱聲效應(yīng)[1-2]制造的熱聲熱機(jī)具有傳統(tǒng)熱機(jī)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡單無運(yùn)動(dòng)部件、工質(zhì)環(huán)保無危害、使用壽命長、可利用低品位熱源、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)[3-4]，具有很好的發(fā)展?jié)摿Α?979 年，CEPERLEY[5]首次提出行波熱聲熱機(jī)概念。在行波熱聲熱機(jī)中，氣體壓力波動(dòng)和體積流率波動(dòng)的相位差為零且忽略黏性損失，則氣體經(jīng)歷了可逆的熱力循環(huán)，因此，行波熱聲熱機(jī)的理想效率可以達(dá)到卡諾循環(huán)的效率。CERPERLY 在之后的研究中發(fā)現(xiàn)，為獲得較高的熱聲
新能源進(jìn)展 2022年2期2022-05-06
- 氣-液耦合雙作用行波熱聲制冷系統(tǒng)數(shù)值模擬研究
解決的重大問題。熱聲技術(shù)是一門新興的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以利用可壓縮流體往復(fù)振蕩過程中的熱相互作用進(jìn)行制冷[2-3]、泵熱[4-5]或發(fā)電[6-7]。系統(tǒng)使用氦氣等惰性氣體或氮?dú)獾拳h(huán)保氣體為工質(zhì)，具有無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。1991年，R.Radebaugh等[8]首次提出熱聲驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)，利用熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械壓縮機(jī)，徹底消除了系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。1996年，Chen Guobang等[9]提出了國內(nèi)首臺(tái)雙駐波型熱聲發(fā)
制冷學(xué)報(bào) 2021年4期2021-08-20
- 廣義一維勢熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)微循環(huán)的性能分析
迪塞爾[12]和熱聲[13]循環(huán)時(shí)，將其工質(zhì)視為一系列粒子的集合。這些粒子有的是囚禁于一個(gè)一維無限深勢阱的，也可以是被囚禁于諧振勢或者四次勢的，甚至可以是箱勢中的極端相對論粒子[8?17]。王建輝等[18?19]驗(yàn)證了循環(huán)性能計(jì)算中粒子的能量譜簡化式，并據(jù)此得出了廣義量子奧托循環(huán)的效率及做功量的表達(dá)式。本文作者進(jìn)一步對由2個(gè)等壓過程和2 個(gè)等熵過程組成的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)微循環(huán)展開分析。1 廣義量子熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)微循環(huán)模型的建立1.1 系統(tǒng)的量子力學(xué)基礎(chǔ)普朗克的量子理
- 變徑管對雙級行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響研究
523808）熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是利用熱聲效應(yīng)將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)動(dòng)部件、運(yùn)行可靠性高，與傳統(tǒng)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)相比具有制造成本較低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)[1]，是一種新型熱功轉(zhuǎn)換裝置，在太陽能、地?zé)?、工業(yè)廢熱等低品位熱能利用上具有巨大潛力。而行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是一種以熱聲斯特林循環(huán)為基礎(chǔ)的可逆循環(huán)，理論上可以實(shí)現(xiàn)高效的熱聲轉(zhuǎn)換，并且可以與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)相媲美[2-3]。而早期的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是以駐波為主，由于其熱力學(xué)循環(huán)是不可逆性的，故而無法實(shí)現(xiàn)較高的熱效
廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年4期2021-06-25
- 基于鏤空陣列探頭的反射式光聲/熱聲雙模態(tài)組織成像*
3620)光聲和熱聲成像技術(shù)除激發(fā)源不同外, 可共用一套數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng), 具有天然的融合優(yōu)勢.本文提出了一種基于鏤空陣列的反射式光聲/熱聲雙模態(tài)成像技術(shù), 該技術(shù)利用光纖與天線, 通過鏤空陣列的開孔進(jìn)行光聲/熱聲信號激發(fā), 使得激發(fā)光、微波和接收超聲信號共軸, 構(gòu)成明場光聲/熱聲雙模態(tài)成像模式.通過對探頭鏤空部分晶元相位和幅值的補(bǔ)償校準(zhǔn), 成功實(shí)現(xiàn)了3 mm直徑塑料管、人體手臂、手背和腳背的雙模態(tài)成像.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 系統(tǒng)空間分辨率為0.33 mm,
物理學(xué)報(bào) 2021年10期2021-06-01
- 熱聲發(fā)電系統(tǒng)自主協(xié)同起振控制策略
何 新 李文瑞熱聲發(fā)電系統(tǒng)自主協(xié)同起振控制策略張 健1,2夏加寬1何 新1李文瑞1（1. 沈陽工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 沈陽 110870 2. 營口理工學(xué)院電氣工程學(xué)院 營口 115014）以熱聲發(fā)電系統(tǒng)（TAEGS）為應(yīng)用背景，為了降低系統(tǒng)起振溫度、縮短系統(tǒng)起振的時(shí)間，提出一種控制熱聲發(fā)電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行將系統(tǒng)牽入諧振的自主協(xié)同起振綜合控制策略，該控制策略以系統(tǒng)機(jī)械諧振時(shí)次級位移和初級電流相位差為90°作為頻率跟蹤控制的判定依據(jù)，通過采樣次級位移和初級電流信號
電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2021年6期2021-03-24
- 碳納米管薄膜揚(yáng)聲器發(fā)展進(jìn)程
研究者首次提出了熱聲揚(yáng)聲器的概念[1]，相比于傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器利用音圈的振動(dòng)來發(fā)出聲音，熱聲揚(yáng)聲器則是通過在薄膜兩端施加交流電，使得薄膜發(fā)熱，周圍的空氣與其發(fā)生熱交換從而產(chǎn)生聲音，其基本原理圖如圖1 所示。用碳納米管制備的薄膜揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)非常簡單，同時(shí)這種揚(yáng)聲器可以產(chǎn)生寬頻率響應(yīng)范圍、高聲壓級、總諧波失真小和可制備在任意基底上的優(yōu)勢。隨著電子產(chǎn)品朝著柔性可穿戴方向發(fā)展，用CNT 制備的柔性薄膜揚(yáng)聲器具有很大的潛力。2 薄膜揚(yáng)聲器發(fā)展歷程CNT 薄膜揚(yáng)聲器的發(fā)展如
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年4期2021-01-24
- 渦脫落熱聲振蕩中相似性及渦聲鎖頻行為*
出的渦脫落引起的熱聲不穩(wěn)定性一維簡化模型,對渦脫落引起的熱聲振蕩中的典型非線性現(xiàn)象進(jìn)行研究,著重研究了系統(tǒng)的初值敏感性、關(guān)鍵參數(shù)對熱聲振蕩的影響規(guī)律及渦聲鎖頻現(xiàn)象.首先,采用Galerkin方法將控制方程中壓力和速度波動(dòng)在基函數(shù)下展開,使偏微分方程組轉(zhuǎn)化為一簇常微分方程；然后,數(shù)值求解得到了不同系統(tǒng)參數(shù)下聲場的壓力和速度波動(dòng),并詳細(xì)分析了系統(tǒng)在不同初始條件下的熱聲不穩(wěn)定性,同時(shí)研究了不同穩(wěn)態(tài)流動(dòng)速度對系統(tǒng)熱聲振蕩的影響規(guī)律,以及在不同穩(wěn)態(tài)流動(dòng)速度下熱聲振蕩
物理學(xué)報(bào) 2019年23期2019-12-16
- 帶聲學(xué)放大器的行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)聲阻抗特性
聲學(xué)放大器的行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)聲阻抗特性董世充，徐漠北，沈國清，張世平，安連鎖(華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，北京 102206)通過分析帶有聲學(xué)放大器的行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)中直線發(fā)電機(jī)的電-力-聲類比圖，發(fā)現(xiàn)直線發(fā)電機(jī)的最佳工作狀態(tài)與行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出聲阻抗特性相關(guān)。采用DeltaEC軟件計(jì)算帶有聲學(xué)放大器的行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)(以下簡稱系統(tǒng))的輸出聲阻抗特性。計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輸出聲阻抗虛部a為-1×107Pa·s·m-3時(shí)，系統(tǒng)的最大輸出聲功率545.47 W
聲學(xué)技術(shù) 2019年5期2019-11-11
- 斯特林熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)壓力特性的試驗(yàn)研究
206)0 引言熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是一種可將熱能轉(zhuǎn)化為聲能的、具有應(yīng)用前途的動(dòng)力機(jī)械[1]，它通常由加熱器、水冷器、回?zé)崞骱鸵恍┛展艿澜M成，整個(gè)系統(tǒng)中沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。因此，它具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，不需要精密加工和昂貴的材料[2]。另外，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)具有多種用途：由熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的脈管制冷機(jī)可用于工程應(yīng)用，如天然氣或煤層氣液化等[3]；微型化熱聲系統(tǒng)可用于冷卻電子芯片[4]；熱聲發(fā)電系統(tǒng)還可以由工業(yè)余熱[5-6]以及太陽能熱量[7-8]所驅(qū)動(dòng)。低品位熱源的利
自動(dòng)化儀表 2019年7期2019-08-23
- 太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)熱電轉(zhuǎn)換性能仿真研究
衡，安連鎖太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)熱電轉(zhuǎn)換性能仿真研究董世充，沈國清，張 衡，安連鎖（華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，北京 102206）太陽能驅(qū)動(dòng)的熱聲發(fā)電系統(tǒng)是一種具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的新型發(fā)電系統(tǒng)。本文提出的太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)以高倍環(huán)形菲涅爾聚光器對太陽能進(jìn)行集熱，然后采用行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步將太陽能熱量轉(zhuǎn)換為電能。該系統(tǒng)采用光學(xué)軟件Lighttools對新型太陽能驅(qū)動(dòng)的環(huán)形菲涅爾聚光器進(jìn)行光學(xué)仿真，計(jì)算出聚光器的集熱功率，并將集熱功率的計(jì)算結(jié)果與熱聲模
熱力發(fā)電 2019年7期2019-08-13
- 適用于太陽能驅(qū)動(dòng)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的二次聚光器設(shè)計(jì)
染、潛在效率高的熱聲系統(tǒng)結(jié)合，是一個(gè)全新的、極具前景的研究方向。但已有的太陽能驅(qū)動(dòng)熱聲系統(tǒng)所采用的傳統(tǒng)聚光器，系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行調(diào)試?yán)щy；目前尚缺乏針對熱聲系統(tǒng)的太陽能聚光器的設(shè)計(jì)。為此，該文提出了一種適用于太陽能驅(qū)動(dòng)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的光漏斗一次聚光和漸開線二次聚光器結(jié)構(gòu)，介紹了二次聚光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并使用Light Tools軟件對所設(shè)計(jì)的聚光器進(jìn)行仿真計(jì)算，并與多種聚光器進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明，結(jié)合漸開線二次聚光裝置的順向聚焦復(fù)合拋物面聚光器，提高了系統(tǒng)的聚光
中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年9期2019-05-21
- 廣義一維勢中熱聲制冷微循環(huán)的性能分析
鋒?廣義一維勢中熱聲制冷微循環(huán)的性能分析鄂青1, 2，吳鋒2, 3(1. 華中科技大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，湖北 武漢，430074；2. 武漢工程大學(xué) 理學(xué)院，湖北 武漢，430205；3. 海軍工程大學(xué) 動(dòng)力工程學(xué)院，湖北 武漢，430032)從工質(zhì)粒子在不同聲波勢場條件下的量子力學(xué)行為入手，建立一套適用于各種一維勢場條件的廣義量子熱聲制冷微循環(huán)分析模型并推導(dǎo)出廣義量子熱聲制冷微循環(huán)的性能參數(shù)表達(dá)式。以幾個(gè)典型的一維勢場為例，計(jì)算分析工質(zhì)粒子在不同勢場
- 熱聲效應(yīng)及其應(yīng)用研究進(jìn)展
中(第一介質(zhì))，熱聲效應(yīng)是指時(shí)均熱流與時(shí)均聲流通過具有溫度差的固體壁(第二介質(zhì))相互轉(zhuǎn)化，熱聲機(jī)械就是利用熱聲效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)一般的使用目的。早在200多年前，人們就發(fā)現(xiàn)熱與聲之間的微妙關(guān)系，其中，Putnam在其綜述提到“歌焰現(xiàn)象”，即將兩端開口管的一端靠近燃燒的氫火焰時(shí)，開口管會(huì)發(fā)出像風(fēng)琴管一樣的聲音[1]。人們開始定性的研究熱聲現(xiàn)象，其中比較著名的有Soundhauss管[2]與Rijke管[3]，但是這些實(shí)驗(yàn)中觀察到的振蕩很弱，較為強(qiáng)烈的聲振蕩研究是在C
西安科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年6期2018-12-12
- 液氦貯存容器中熱聲振蕩發(fā)生條件及抑制措施
產(chǎn)生壓力振蕩，即熱聲振蕩。熱聲振蕩將引發(fā)額外的巨大漏熱，是不可忽視的因素。典型的例子是，20世紀(jì)60年代在阿波羅登月艙超臨界氦增壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，鑒于當(dāng)時(shí)的認(rèn)知，未有任何預(yù)先的熱聲振蕩抑制措施，其液氦貯存容器內(nèi)部的換熱器盤管中出現(xiàn)了頻率為13～20 Hz，振幅達(dá)±41 kPa的壓力波動(dòng)[4]，造成了較大漏熱發(fā)生。2013年，滿滿等[5-6]設(shè)計(jì)并研制的超臨界氦貯存容器同樣出現(xiàn)了熱聲振蕩，在其液氦貯存階段，容器中出現(xiàn)了較劇烈的溫度和壓力波動(dòng)，并在溫度計(jì)引線管
真空與低溫 2018年3期2018-07-29
- 諧振子耦合型熱聲驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)研究
100049）熱聲效應(yīng)即熱能與聲能之間的相互轉(zhuǎn)換。它的兩個(gè)重要應(yīng)用是熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和脈管制冷機(jī)。在熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過加熱器對氣體加熱，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生自激的壓力振蕩，熱能被轉(zhuǎn)換為聲能；在脈管制冷機(jī)中，聲功在回?zé)崞鲀?nèi)將熱量從低溫端搬運(yùn)到高溫端被消耗。熱驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)就是將熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和脈管制冷機(jī)結(jié)合起來，組成一種除振蕩氣體外沒有運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)［1-4］。這種系統(tǒng)具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、工作氣體為環(huán)境友好的惰性氣體、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，此外它的外燃機(jī)可以由各種熱源（例如廢
制冷學(xué)報(bào) 2018年1期2018-01-29
- 羅二倉：為中國低溫制冷技術(shù)上下求索
自己不斷壯大的“熱聲制冷”實(shí)力、“熱聲制冷”貢獻(xiàn)與“熱聲制冷”人才隊(duì)伍。在這里面，作為中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所副所長、中國科學(xué)院低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任的羅二倉，寫下了屬于自己的輝煌。熱聲制冷，源于一份樸素的愛國情懷熱聲現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)至今已有200多年的歷史，但熱聲學(xué)研究的繁榮卻只是最近30多年的事。N.Rott從20世紀(jì)60年代開始建立定量的熱聲理論，首次對熱聲現(xiàn)象進(jìn)行了分析，由此，大大激發(fā)了人們的研究興趣。最近10多年中，熱聲現(xiàn)象在制冷領(lǐng)域的研究開發(fā)成了一
科學(xué)中國人 2017年30期2017-12-28
- 高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的聲耦合特性
淯博，馬穎?高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的聲耦合特性劉益才，莫雙林，雷斌義，夏淯博，馬穎(中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙，410083)將協(xié)同理論引入高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的耦合研究中，基于協(xié)同理論得出對高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)耦合的重要影響參數(shù)；建立2列熱聲振蕩器在同一個(gè)諧振腔中聲耦合的數(shù)值研究模型，分析高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)初始相位差及間距、諧振腔長度以及諧振管長度對聲耦合作用的影響。研究結(jié)果表明：對高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)耦合有重要影響的參數(shù)有熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)間的初始相位差、諧振頻率以及耦合強(qiáng)度，高
- 熱聲熱機(jī)換熱器性能的分析
漢 430205熱聲熱機(jī)換熱器性能的分析田一澤，吳 鋒*，蔣智杰 ，李 蒙，章超明武漢工程大學(xué)理學(xué)院，湖北 武漢 430205熱聲換熱器熱量傳遞的速率與效率直接影響著熱聲熱機(jī)的性能.耗散理論能更好地揭示換熱器的傳熱優(yōu)化特性，在熱聲換熱器研究中引入 耗散理論，針對順流和逆流兩種情況，計(jì)算了熱聲換熱器的耗散熱阻，并和最小熵產(chǎn)原理的結(jié)果進(jìn)行了對比分析.結(jié)果表明，在一定條件下，順流比逆流情況下的不可逆損失要大；當(dāng)換熱器低溫端流體的熱容量小于高溫端流體熱容量時(shí)不可逆
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2017年4期2017-08-08
- 薄壁結(jié)構(gòu)在熱聲載荷下的疲勞壽命分析與試驗(yàn)驗(yàn)證
36)薄壁結(jié)構(gòu)在熱聲載荷下的疲勞壽命分析與試驗(yàn)驗(yàn)證王 建，沙云東(沈陽航空航天大學(xué)遼寧省航空推進(jìn)系統(tǒng)先進(jìn)測試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽110136)數(shù)值研究了熱聲載荷作用下薄壁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，并開展了薄壁結(jié)構(gòu)的熱聲激振試驗(yàn)，獲取了薄壁結(jié)構(gòu)的熱模態(tài)頻率與不同熱聲載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果。采用熱聲疲勞壽命預(yù)估模型，仿真分析了薄壁結(jié)構(gòu)疲勞壽命隨聲壓級和溫度的變化規(guī)律。試驗(yàn)與仿真結(jié)果對比表明，試驗(yàn)與仿真的模態(tài)頻率具有一致性，應(yīng)變響應(yīng)量級相同。屈曲系數(shù)由0增加到1.8，GH
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2017年3期2017-07-25
- 蘊(yùn)含在熱聲制冷技術(shù)中的物理知識
：文章首先介紹了熱聲制冷的工作原理，其次運(yùn)用最基本的力學(xué)、聲學(xué)、熱力學(xué)與熱力統(tǒng)計(jì)等知識去推導(dǎo)熱聲制冷技術(shù)最重要的兩個(gè)參數(shù)——熱穿透深度和臨界溫度梯度，并對知識的學(xué)習(xí)有了一個(gè)新的高度，接著介紹熱聲理論的發(fā)展進(jìn)程，尤其是非線性效應(yīng)的研究，然后通過設(shè)計(jì)熱聲制冷機(jī)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Rayleigh準(zhǔn)則，最后展望熱聲制冷技術(shù)的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：熱聲制冷技術(shù)；熱聲理論；駐波；物理知識；熱穿透深度；臨界溫度梯度 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A中圖分類號：TB61 文章編號：1009-2374（
中國高新技術(shù)企業(yè) 2017年9期2017-06-01
- 熱聲發(fā)電系統(tǒng)最大聲電效率阻抗匹配分析
110034)?熱聲發(fā)電系統(tǒng)最大聲電效率阻抗匹配分析何 新1，2夏加寬1蘇 浩1李文瑞1張 健1(1.沈陽工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院 沈陽 110870 2.沈陽師范大學(xué)數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院 沈陽 110034)為提高熱聲發(fā)電系統(tǒng)的聲電轉(zhuǎn)換效率，根據(jù)相似理論，結(jié)合聲學(xué)阻抗流源機(jī)理進(jìn)行分析，提出一種永磁直線發(fā)電機(jī)彈簧機(jī)械阻抗和負(fù)載電阻抗的聲學(xué)阻抗匹配設(shè)計(jì)方法。該方法以提高捕獲聲功為約束條件，實(shí)現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換效率最大。進(jìn)一步地，在彈簧機(jī)械阻抗和負(fù)載容抗聲學(xué)阻抗匹配時(shí)，給出
電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2017年9期2017-05-16
- 不可逆熱聲制冷機(jī)的Ω函數(shù)優(yōu)化
0073)不可逆熱聲制冷機(jī)的Ω函數(shù)優(yōu)化蔣智杰，吳鋒，田一澤(武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430073)根據(jù)熱聲制冷機(jī)參數(shù)振蕩的特點(diǎn)，建立復(fù)指數(shù)傳熱規(guī)律不可逆熱聲制冷機(jī)循環(huán)模型.提出Ω=(2ε-1)R/ε的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù).在考慮熱阻、熱漏、內(nèi)不可逆性等不可逆因素的情況下，利用有限時(shí)間熱力學(xué)，分析不可逆熱聲制冷機(jī)各性能參數(shù)的優(yōu)化關(guān)系.熱聲制冷機(jī)；復(fù)指數(shù)傳熱；有限時(shí)間熱力學(xué)；優(yōu)化0 引言不同于傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷機(jī)，熱聲制冷技術(shù)[1-3]是21世紀(jì)全新的
- 不同填料對絲網(wǎng)回?zé)崞餍阅艿挠绊?/a>
熱器的換熱效率.熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)；熱效率；填料；絲網(wǎng)回?zé)崞?span id="syggg00" class="hl">熱聲熱機(jī)是一種全新的熱機(jī)，它因具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、使用壽命長、無污染等優(yōu)點(diǎn)而備受能源動(dòng)力行業(yè)的關(guān)注.經(jīng)歷了近30年的發(fā)展，熱聲領(lǐng)域已從理論研究走向了應(yīng)用研究，熱聲技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用給人類的能源帶來了新的曙光和希望，在低溫電子以及航空航天事業(yè)方面做出了巨大貢獻(xiàn)［1-2］.熱聲器件（熱聲疊或熱聲回?zé)崞鳎┦?span id="syggg00" class="hl">熱聲熱機(jī)中實(shí)現(xiàn)熱聲效應(yīng)的核心部件，對熱聲器件的研究也隨著這一趨勢而變得炙手可熱，特別是對熱聲器件結(jié)構(gòu)及其填
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2017年1期2017-03-01
- 熱聲制冷微循環(huán)的特性優(yōu)化
武漢430205熱聲制冷微循環(huán)的特性優(yōu)化何秋石，吳鋒*，陳浩，田一澤，蔣智杰武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北武漢430205建立包含直線過程的熱聲制冷微循環(huán)模型，簡要描述了熱聲微循環(huán)過程.應(yīng)用有限時(shí)間熱力學(xué)的方法分析此模型的循環(huán)最優(yōu)性能，求出了包含直線過程的熱聲微循環(huán)吸熱與放熱的臨界點(diǎn)、循環(huán)的制冷量、制冷率及制冷機(jī)的性能系數(shù)；并由數(shù)值模擬得出熱聲制冷微循環(huán)中，制冷量、制冷率以及制冷機(jī)性能系數(shù)與直線過程壓強(qiáng)比和等壓過程體積比之間的特性關(guān)系.結(jié)果表明：制冷機(jī)的制
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年6期2016-12-30
- 揚(yáng)聲器對Rijke型燃燒器熱聲不穩(wěn)定控制效果的研究
ijke型燃燒器熱聲不穩(wěn)定控制效果的研究周 昊， 黃 燕， 丁 芳， 王恒棟， 岑可法(浙江大學(xué) 能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310027)揚(yáng)聲器布置在Rijke管型燃燒器入口和出口處，輸出不同頻率和聲壓級的聲波可以對熱聲不穩(wěn)定進(jìn)行開環(huán)主動(dòng)控制。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在熱聲管燃料入口燃料管路布置揚(yáng)聲器是一種有效的熱聲不穩(wěn)定主動(dòng)控制方法，揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波可以使熱聲不穩(wěn)定的壓力振蕩有所衰減，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生新的和聲波同頻的壓力振蕩；在某些工況下，和聲波同頻的壓力振蕩幅值甚
振動(dòng)與沖擊 2016年22期2016-12-12
- 磁致伸縮換能器熱聲制冷機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
）磁致伸縮換能器熱聲制冷機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證孫建平1，汪建新2（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014010；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014010）在分析熱聲制冷裝置熱聲轉(zhuǎn)換原理的基礎(chǔ)上，對微型熱聲制冷機(jī)主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，確定了一種以磁致伸縮換能器驅(qū)動(dòng)的熱聲制冷機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。用ANSYS軟件對所述系統(tǒng)進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)在給定的邊界條件下，板疊內(nèi)部產(chǎn)生熱聲效應(yīng)，從熱端到冷端有明顯的溫降。通過實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)代電子技術(shù) 2016年21期2016-12-01
- 雙聲源驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)特征時(shí)間的熵產(chǎn)分析
074雙聲源驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)特征時(shí)間的熵產(chǎn)分析陳浩，吳鋒*，何秋石，蔣智杰，田一澤武漢工程大學(xué)理學(xué)院，湖北 武漢 430074在有限時(shí)間熱力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對雙聲源驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)的回?zé)崞髀晥鲞M(jìn)行分析，以特征時(shí)間為特征參數(shù)來表征熱聲系統(tǒng)的換能效應(yīng)，尋求特征時(shí)間與回?zé)崞黛禺a(chǎn)之間的最優(yōu)關(guān)系以及其他因素對熵產(chǎn)率的影響.結(jié)果表明：熵產(chǎn)率隨著特征時(shí)間的減少，到達(dá)一個(gè)極小點(diǎn)后再平緩增大，通過調(diào)節(jié)阻抗比，尋求到一個(gè)最佳阻抗比值所對應(yīng)的最小熵產(chǎn)率，存在一個(gè)最優(yōu)特征時(shí)間使得系統(tǒng)
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年3期2016-09-27
- 行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)自激振蕩的非線性動(dòng)力學(xué)研究
00049)行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)自激振蕩的非線性動(dòng)力學(xué)研究徐靜遠(yuǎn)1,2陳燕燕1羅二倉1*(1中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100190) (2中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049)利用非線性熱聲網(wǎng)絡(luò)模型建立了一種行波熱聲發(fā)電系統(tǒng)的簡化動(dòng)力學(xué)演化方程，考察了系統(tǒng)自激振蕩過程。重點(diǎn)探究非線性熱聲效應(yīng)的影響，并與僅考慮線性熱聲效應(yīng)的情況進(jìn)行對比。結(jié)果表明，當(dāng)僅考慮線性熱聲效應(yīng)時(shí)，振蕩曲線不斷增大，無法達(dá)到穩(wěn)定值；而考慮非線性熱聲效應(yīng)時(shí)，自激振蕩最
低溫工程 2016年4期2016-06-01
- 行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)
3000)行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)李曉明1梅宏昆1高 鵬2孔曉莉1(1遼寧科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院 鞍山 114051)(2河北大唐國際唐山熱電有限責(zé)任公司 河北 063000)首次采用有限元法(FEM)，對行波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，以線性熱聲理論作為計(jì)算模型，且與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有相同的幾何結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工況，同時(shí)采用有限元方法中的加權(quán)余量法對計(jì)算模型進(jìn)行求解，通過自主編寫的MATLAB計(jì)算程序，對熱聲系統(tǒng)進(jìn)行一系列的迭代計(jì)算，計(jì)算結(jié)果成功觀測到
低溫工程 2016年3期2016-06-01
- 熱端溫度對熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的數(shù)值研究
武曈?熱端溫度對熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的數(shù)值研究張楷，劉益才，謝海波，王壽川，劉亞強(qiáng)，武曈(中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙，410083)建立場協(xié)同模型，采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法，對1/4波長駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行二維數(shù)值模擬研究，分析不同熱端溫度下系統(tǒng)內(nèi)聲功率的變化情況以及板疊與氣體工質(zhì)間的對流傳熱特性。研究結(jié)果表明：波動(dòng)壓力與體積流率幅值隨著熱端溫度的升高而不斷增大，相位差隨著熱端溫度的升高呈下降趨勢，特定結(jié)構(gòu)的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)對應(yīng)使系統(tǒng)聲功輸出最大的
- 壓水堆堆芯新型非能動(dòng)熱聲測溫裝置
堆堆芯新型非能動(dòng)熱聲測溫裝置劉 輝*，徐峻楠，黎永耀，孟穎超，李楚齊，劉小晗（哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱 150001）本文基于熱聲效應(yīng)原理設(shè)計(jì)出一種新型的測溫裝置，用于彌補(bǔ)現(xiàn)今核反應(yīng)堆內(nèi)以熱電偶等方式測溫缺乏非能動(dòng)特性的不足，可以提高在嚴(yán)苛環(huán)境下儀表測量的可靠性和安全性。本文利用DeltaEC熱聲計(jì)算軟件對設(shè)計(jì)的熱聲測溫裝置各個(gè)組件尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，目標(biāo)是使得各個(gè)組件組成的系統(tǒng)性能最佳，即在同等工作條件下裝置內(nèi)氣體震蕩幅度最高。經(jīng)過優(yōu)化后，通過改變熱端溫度找到
核安全 2015年4期2015-01-06
- 熱聲熱機(jī)的研究進(jìn)展
的眾多新領(lǐng)域中，熱聲技術(shù)非常有潛力，有著廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的熱機(jī)是基于一定的熱力循環(huán)，利用其機(jī)械運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對工作介質(zhì)狀態(tài)的控制，完成熱能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化。熱聲技術(shù)基于熱聲效應(yīng)使得熱能與聲能之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互轉(zhuǎn)換，即在滿足一定條件下可以將輸入的熱能轉(zhuǎn)化為聲能，產(chǎn)生熱致聲效應(yīng)或聲致冷效應(yīng)，構(gòu)成熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或熱聲制冷機(jī)?；?span id="syggg00" class="hl">熱聲效應(yīng)工作的發(fā)動(dòng)機(jī)和制冷機(jī)有著傳統(tǒng)熱機(jī)無法與之媲美的優(yōu)點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡單，無運(yùn)動(dòng)部件，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，使用壽命長;(2)工作介質(zhì)主要為惰性氣體
真空與低溫 2014年1期2014-12-04
- Rijke管熱聲不穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)研究
安)Rijke管熱聲不穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)研究楊亞晶1,2,王萬征1,2(1.西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院, 710049, 西安;2.西安交通大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 710049, 西安)針對推進(jìn)系統(tǒng)常發(fā)生的具有破壞性的熱聲振蕩現(xiàn)象,為了獲得熱聲振蕩的共振頻率信息并提供一種有效的抑制途徑,自行搭建了Rijke管熱聲振蕩實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái),在不同熱源位置、不同熱源功率及不同空氣流速等條件下測量了熱聲振蕩的頻率及聲壓。實(shí)驗(yàn)測得的熱聲振蕩頻率均在110～117 H
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年5期2014-08-08
- 實(shí)際熱聲熱機(jī)微熱力學(xué)循環(huán)性能優(yōu)化
073）0 引言熱聲熱機(jī)是一種完全新型的熱機(jī)［1－5］，與傳統(tǒng)的熱機(jī)相比，由于其無運(yùn)動(dòng)部件，消除了因機(jī)械摩擦而存在的磨損與振動(dòng)；另外，熱聲熱機(jī)中使用的工質(zhì)是對環(huán)境無害的惰性氣體，從而消除了因有害氣體（如氟利昂）對環(huán)境的污染問題.熱聲熱機(jī)工作機(jī)理為熱聲效應(yīng)機(jī)理：聲與熱在滿足一定條件下的相互轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，即熱能轉(zhuǎn)換成聲能或者聲能轉(zhuǎn)換成熱能的現(xiàn)象.基于熱聲熱機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外形成了研究熱聲熱機(jī)的熱點(diǎn).熱聲微熱力學(xué)循環(huán)為處于聲場和溫度場作用下的流相工質(zhì)，由許多微團(tuán)組
- 超短脈沖微波高效激發(fā)的高分辨率熱聲成像＊
及脈沖微波激發(fā)的熱聲成像近年在生物醫(yī)學(xué)及材料的無損檢測等領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注［1-3］。物質(zhì)吸收光能/微波而被激發(fā)，并通過非輻射躍遷把這種能量轉(zhuǎn)換為熱能而引起局部迅速膨脹和壓力增大，強(qiáng)度隨時(shí)間變化的光/微波輻射引起的熱膨脹能產(chǎn)生聲波的現(xiàn)象，即光聲/熱聲效應(yīng)。微波致熱聲成像是將一定頻率的微波(射頻)調(diào)制為窄脈沖照射具有電磁波吸收差異的生物組織，在短時(shí)間內(nèi)，生物組織吸收電磁波脈沖能量后轉(zhuǎn)換為熱膨脹而激發(fā)超聲波信號。通過獲取不同位置處的超聲波信號即可以重建生物組織
激光生物學(xué)報(bào) 2013年1期2013-11-10
- 加強(qiáng)型微型熱聲制冷機(jī)諧振管的設(shè)計(jì)*
10)加強(qiáng)型微型熱聲制冷機(jī)諧振管的設(shè)計(jì)*汪建新，張 彤(內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010)設(shè)計(jì)一種高效率的熱聲制冷機(jī)諧振管，采用Fluent流體軟件對比漸擴(kuò)管、直管、漸縮管中的壓力，發(fā)現(xiàn)漸縮管具有增壓作用。設(shè)計(jì)了1/4波長的諧振管，并調(diào)節(jié)其聲腔使其達(dá)到縱向諧振頻率狀態(tài)，以便提高熱聲制冷機(jī)的效率。Fluent;壓力對比;諧振;模態(tài)分析1 引言熱聲制冷技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的一種新的制冷技術(shù)，由此發(fā)展而來的熱聲制冷機(jī)相比于傳統(tǒng)的制冷機(jī)具
機(jī)械研究與應(yīng)用 2013年5期2013-06-09
- 行波熱聲熱機(jī)的理論與實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
083)1 引言熱聲效應(yīng)就是熱能與聲能之間能量的相互轉(zhuǎn)化，把基于熱聲原理的機(jī)械統(tǒng)稱為熱聲熱機(jī)。近幾十年來，人們對于能源短缺、環(huán)境污染等問題所帶來的危害，已經(jīng)深刻認(rèn)識到開發(fā)全新熱力循環(huán)熱機(jī)的重要性。與傳統(tǒng)的熱機(jī)相比，熱聲熱機(jī)具有一些不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先，熱聲熱機(jī)的工作介質(zhì)采用氦氣等惰性氣體，無污染。替代了傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷機(jī)中對臭氧層有破壞的氟利昂類工作介質(zhì)。其次，可以利用太陽能、工業(yè)廢熱、汽車尾氣、生物質(zhì)能等低品位能源，在能源匱乏、太陽能充足地區(qū)有較大發(fā)展
真空與低溫 2013年1期2013-05-24
- 熱聲載荷下薄壁結(jié)構(gòu)非線性振動(dòng)響應(yīng)分析及疲勞壽命預(yù)測
內(nèi)應(yīng)力均值;而在熱聲載荷激勵(lì)下，薄壁結(jié)構(gòu)響應(yīng)在多個(gè)后屈曲平衡位置之間的跳變會(huì)導(dǎo)致非常高的交變應(yīng)力，因此，熱聲載荷對薄壁結(jié)構(gòu)壽命影響比單一聲載荷要嚴(yán)重很多。在熱聲載荷作用下，薄壁結(jié)構(gòu)將以非線性方式振動(dòng)，這將大大削弱結(jié)構(gòu)壽命。為了保證結(jié)構(gòu)的安全性，就需要確定一種適用于熱聲激勵(lì)下評價(jià)金屬薄壁結(jié)構(gòu)高周疲勞壽命的方法。近年來，考慮熱載荷影響的結(jié)構(gòu)聲振疲勞問題一直是航空航天領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，國內(nèi)外學(xué)者在此方面做了大量的基礎(chǔ)性研究工作。沙云東等［1］和金奕山等［2］探討了
振動(dòng)與沖擊 2013年24期2013-05-24
- 絲網(wǎng)板疊型駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性研究
)絲網(wǎng)板疊型駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性研究樓 平1劉 鈺1，2孫大明1邱利民1王 凱1王 波1，3(1浙江大學(xué)制冷與低溫研究所 杭州 310027)(2上海航天設(shè)備制造總廠 上海 200245)(3中國電子科技集團(tuán)第十六研究所 合肥 230043)基于線性熱聲理論設(shè)計(jì)并搭建了一臺(tái)絲網(wǎng)型駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)，采用不同目數(shù)的不銹鋼絲網(wǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，考察了絲網(wǎng)板疊幾何參數(shù)和工作壓力對熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和線性熱聲理論計(jì)算結(jié)果吻合度較好。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高目數(shù)絲網(wǎng)板疊
低溫工程 2012年1期2012-09-17
- 熱聲驅(qū)動(dòng)的氣-液雙作用行波熱聲制冷機(jī)
100049)熱聲驅(qū)動(dòng)的氣-液雙作用行波熱聲制冷機(jī)張 爽1，2陳燕燕1羅二倉1(1中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100190)(2中國科學(xué)院研究生院 北京 100049)提出了一種熱聲驅(qū)動(dòng)的氣-液雙作用行波熱聲制冷機(jī)，對其性能進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。計(jì)算結(jié)果表明，在平均工作壓力3.0 MPa，發(fā)動(dòng)機(jī)定壁溫加熱溫度440℃工況下，系統(tǒng)諧振頻率為12.76 Hz，在-20℃制冷溫度以及環(huán)境溫度為27℃的情況下獲得0.708 kW制冷量，整機(jī)
低溫工程 2012年6期2012-09-17
- 定加熱溫度下熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)聲功輸出特性研究
9)定加熱溫度下熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)聲功輸出特性研究張麗敏1，2吳張華1羅二倉1戴 巍1(1中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100190)(2中國科學(xué)院研究生院 北京 100049)對定加熱溫度下行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)阻容負(fù)載進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析討論了聲阻和容抗對聲功輸出的影響。以氦氣為工質(zhì)，在充氣壓力為3 MPa、加熱溫度為923 K的條件下，對不同氣庫體積的熱聲系統(tǒng)進(jìn)行了模擬;此外，還采用負(fù)體積氣庫模擬了阻抗虛部為正值的情況。計(jì)算結(jié)果表明，容抗值
低溫工程 2012年1期2012-09-17
- 熱聲制冷技術(shù)的研究與進(jìn)展
06)0 前 言熱聲制冷技術(shù)是二十一世紀(jì)全新的制冷技術(shù),在最近的二十年,世界許多的物理學(xué)家和機(jī)械工程師們都致力于研究這種基于熱聲理論的新型熱機(jī)和制冷機(jī),無論是在理論方面還是工程應(yīng)用方面都取得了突破性的進(jìn)展,許多研究已經(jīng)進(jìn)入到了實(shí)用的商業(yè)化階段。與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷相比,熱聲熱機(jī)具有無可比擬的優(yōu)勢:無需使用污染環(huán)境的制冷劑,而是使用惰性氣體和其混合物作為工質(zhì),因此不會(huì)導(dǎo)致使用CFCs和HFCs產(chǎn)生臭氧層的破壞和溫室效應(yīng)而污染環(huán)境;無需振蕩的活塞和密封潤滑,
制冷 2012年3期2012-08-03
- 熱聲熱機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
者從多個(gè)角度討論熱聲振蕩的產(chǎn)生機(jī)理[1-6]。研究表明熱聲熱機(jī)的聲學(xué)特性和頻率存在一定關(guān)系，在某一頻率下聲學(xué)特性表現(xiàn)最佳[7-8]。當(dāng)某個(gè)力作用于結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)引起結(jié)構(gòu)自身的振動(dòng)，這是結(jié)構(gòu)聲產(chǎn)生的一個(gè)重要原因即振動(dòng)激勵(lì)[9-11]。根據(jù)結(jié)構(gòu)聲理論，結(jié)構(gòu)聲是熱聲熱機(jī)所固有的聲學(xué)特性，在發(fā)生結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)機(jī)體是以多個(gè)模態(tài)振動(dòng)。因此，當(dāng)機(jī)體振動(dòng)頻率與熱聲系統(tǒng)中氣體介質(zhì)的振動(dòng)發(fā)生耦合時(shí)，勢必會(huì)對系統(tǒng)效率造成影響。黃謙等[12-13]利用Solidworks和ANSYS軟件
- 熱聲理論的研究進(jìn)展
74)0 引 言熱聲系統(tǒng)是一個(gè)非常奇妙的能產(chǎn)生熱聲效應(yīng)的系統(tǒng)，它既簡單又復(fù)雜.說它簡單，是因?yàn)橄到y(tǒng)中只是波(駐波、行波或混合波)在運(yùn)行；說它復(fù)雜，是因?yàn)樗膯⒄衲B(tài)、運(yùn)行機(jī)理以及非線性行為等等仍有許多未解之迷.所謂熱聲效應(yīng)[1-3]，是在一定條件下，熱能與聲能相互轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象.它是系統(tǒng)第一介質(zhì)(可壓縮流體)的聲振蕩與第二介質(zhì)(固體壁)之間由于熱相互作用而產(chǎn)生的時(shí)均能量效應(yīng).廣義的說，它是振蕩過程與擴(kuò)散過程的相互作用與耦合；狹義的說，它是熱能與有序聲能的直接轉(zhuǎn)
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2012年1期2012-06-11
- 不同工作氣體的雙作用熱聲發(fā)電機(jī)的熱力性能研究
)1 引言雙作用熱聲發(fā)電機(jī)是由多個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)與多個(gè)直線電機(jī)串聯(lián)組成環(huán)形結(jié)構(gòu)的一種新型熱聲發(fā)電裝置［1］。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換為聲能，再由直線電機(jī)將聲能轉(zhuǎn)換成電能。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，潛在效率高，工質(zhì)無污染以及能利用低品位熱能等優(yōu)點(diǎn)。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)與高效的直線電機(jī)組成的多缸雙作用熱聲發(fā)電機(jī)不僅能發(fā)揮熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢，而且取消了傳統(tǒng)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)體積龐大的諧振管，使系統(tǒng)的功率密度大大提高。它可以利用太陽能或生物質(zhì)能等作為熱源，極具市場應(yīng)用前景。目前，關(guān)于
低溫工程 2012年4期2012-02-26
- 環(huán)路聲學(xué)共振多級行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)理研究
049)1 引言熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將熱能轉(zhuǎn)換為聲功的新型熱機(jī)，因其無運(yùn)動(dòng)部件、使用壽命長、運(yùn)行安全可靠、對環(huán)境友好而受到人們的廣泛關(guān)注。熱聲能量的轉(zhuǎn)換在很大程度上決定于壓力波動(dòng)與體積流率波動(dòng)之間的相位差。體積流率可表示成與壓力波動(dòng)同相的行波分量和與壓力波動(dòng)相位相差π/2的駐波分量之和，只有行波分量才能產(chǎn)生聲功［1］。因此，使聲場中行波分量盡量增大對提高熱聲機(jī)械轉(zhuǎn)換效率具有積極的意義。行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的概念最早由美國的Ceperley于1973年提出，但他對降低
低溫工程 2012年3期2012-02-26
- 熱聲熱機(jī)的理論研究及其進(jìn)展
083)1 引言熱聲熱機(jī)［1］是一種新型熱機(jī)，由于其少或無運(yùn)動(dòng)部件，從根本上消除了經(jīng)典熱機(jī)存在的磨損與振動(dòng);另外，熱聲熱機(jī)中使用的工質(zhì)是對環(huán)境無害的工作流體(如惰性氣體等)，從而克服了經(jīng)典熱機(jī)的環(huán)境污染問題。近幾十年來，對熱聲熱機(jī)的研究成為熱機(jī)的又一個(gè)亮點(diǎn)。目前，由于熱聲熱機(jī)的效率比較低、體積比較大、成本比較高，還無法與經(jīng)典熱機(jī)媲美［2］，所以通過對熱聲熱機(jī)的理論研究，能夠清晰的分析影響熱聲熱機(jī)的因素，提高熱機(jī)的轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)熱機(jī)的微型化。2 熱聲熱機(jī)理論
真空與低溫 2011年3期2011-12-04
- 熱聲系統(tǒng)振蕩流換熱器的特性
熱聲系統(tǒng)振蕩流換熱器的特性（1.武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北武漢430074；2.海軍工程大學(xué)研究生院，湖北武漢430033）利用波動(dòng)理論建立雙向時(shí)滯模型，以研究圓孔結(jié)構(gòu)和平板結(jié)構(gòu)換熱器微通道中溫度波的振蕩特性.結(jié)果表明，溫度波的振幅隨著無因次時(shí)間準(zhǔn)數(shù)ωτ值的增大而減?。辉诹鞯乐行?，其振幅隨著的增大均有一個(gè)先增大后減小的過程，并且平板結(jié)構(gòu)換熱器的性能要優(yōu)于圓孔結(jié)構(gòu)換熱器；為了提高換熱器的換熱性能，圓孔結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)1＜＜2，平行板結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)1.5＜＜2.
武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2011年10期2011-11-09
- 高頻斯特林熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)特性研究
190)1 引言熱聲系統(tǒng)內(nèi)的聲振蕩工質(zhì)不僅是熱能和聲能傳遞與儲(chǔ)存的載體，還是熱聲系統(tǒng)中產(chǎn)生熱聲效應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或制冷機(jī)中，聲波使工質(zhì)微團(tuán)在熱聲回?zé)崞髦薪?jīng)歷一定的熱動(dòng)力學(xué)循環(huán)，在無運(yùn)動(dòng)部件的條件下實(shí)現(xiàn)了熱能到聲能的轉(zhuǎn)換或泵熱。熱聲效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)依賴于熱聲工質(zhì)的聲振蕩，然而，熱聲學(xué)的研究工作［1-3］多集中在回?zé)崞魉Π霃健⒆杩购拖辔坏然責(zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)參數(shù)和工作聲場條件上，對熱能和聲能的存儲(chǔ)、傳遞和轉(zhuǎn)換的載體工質(zhì)卻缺乏詳細(xì)系統(tǒng)的研究。由于影響熱聲效應(yīng)的參數(shù)的多
低溫工程 2011年5期2011-07-30
- 行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
過去的三十年里，熱聲學(xué)成為該領(lǐng)域探究的重點(diǎn)之一。以熱聲效應(yīng)為基礎(chǔ)的熱聲機(jī)械，無運(yùn)動(dòng)部件，使用低品位熱源，用氮?dú)饣蚝庾鳛楣べ|(zhì)，具有可靠性和穩(wěn)定性高，可實(shí)現(xiàn)廢熱再利用及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用前景十分廣闊。從聲學(xué)角度講，熱聲效應(yīng)是由于聲場中的固體介質(zhì)與振蕩流體之間的相互作用，使得距固體壁面一定范圍內(nèi)產(chǎn)生沿著或逆著聲傳播方向的時(shí)均熱流和時(shí)均功流[2]。按能量轉(zhuǎn)換方向的不同，熱聲效應(yīng)可分為熱能產(chǎn)生聲功、聲功產(chǎn)生熱能兩類。前者為熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)(亦稱熱聲驅(qū)動(dòng)器或熱聲壓縮機(jī))
制冷學(xué)報(bào) 2010年3期2010-08-03
- 熱聲制冷機(jī)回?zé)崞鞯默F(xiàn)狀及展望
003）1 引言熱聲熱機(jī)是一種基于熱聲效應(yīng)而發(fā)展的新型熱機(jī)，具有無運(yùn)動(dòng)部件、無污染、長壽命、可利用低品位廢熱等諸多優(yōu)點(diǎn)。雖然熱聲熱機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)有限應(yīng)用，但熱聲熱機(jī)受效率低、成本高等因素困擾，至今仍然無法與傳統(tǒng)熱機(jī)媲美[1～3]?；?zé)崞髯鳛?span id="syggg00" class="hl">熱聲熱機(jī)的核心部件，熱聲轉(zhuǎn)換就發(fā)生在回?zé)崞髦?，回?zé)崞鞯牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)直接影響整機(jī)性能?；?zé)崞髦械闹饕獡p失并非是溫差情況下的傳熱損失，而是頻率或填料結(jié)構(gòu)不合理造成的損失，所以通過頻率匹配可以提高回?zé)崞鞯男蔥4]。實(shí)際上，由于各種
真空與低溫 2010年4期2010-05-24
- Rijke型熱聲自激振蕩機(jī)理研究進(jìn)展
39)1 引 言熱聲效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)源于“歌焰”(Singing Flame)現(xiàn)象，又稱Higgins管，是將氫焰放在兩端開口的垂直管中激發(fā)出聲音的一種現(xiàn)象。在大學(xué)課堂上廣泛用作熱聲演示裝置的簫聲管(Rijke管)實(shí)際上是利用加熱的絲網(wǎng)代替火焰的Higgins管。如圖1所示，在兩端開口管中適當(dāng)?shù)奈恢眉尤霟崃?，在一定貫穿氣流作用下，可獲得發(fā)聲宏大、倍音豐富的熱聲自激振蕩現(xiàn)象。Rijke管自發(fā)明以來得到了廣泛的研究和應(yīng)用，最突出的是在熱機(jī)領(lǐng)域和在燃燒領(lǐng)域中的應(yīng)用。R
低溫工程 2010年1期2010-02-23
- 氣液耦合振動(dòng)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力特性
27)1 引 言熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的新型熱機(jī)，僅由換熱器和管段組成，消除了傳統(tǒng)熱機(jī)中的活塞、曲軸等運(yùn)動(dòng)部件，不存在滑動(dòng)密封、機(jī)械磨損等問題，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、壽命長等優(yōu)點(diǎn)［1］。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能以壓力波的形式輸出，目前主要應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)獲得制冷效應(yīng)和驅(qū)動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電［2－8］。傳統(tǒng)的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用氣體(氦、氮、氬等)或者液體(液態(tài)金屬鈉等)作為工質(zhì)［1－6］。此前的研究工作表明，將氣體工質(zhì)和液體工質(zhì)置于同一熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)之中
低溫工程 2010年4期2010-02-23