熱聲熱機(jī)特征時間的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、熱聲熱機(jī)是一種利用熱聲效應(yīng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的新型熱機(jī),其因眾多優(yōu)點(diǎn)而深受關(guān)注。在對熱聲熱機(jī)進(jìn)行研究的過程中,人們常常利用各種特征參數(shù)來表征熱聲系統(tǒng)的換能效應(yīng)。
　　本文在系統(tǒng)全面地了解和總結(jié)熱聲熱機(jī)理論和研究的發(fā)展的基礎(chǔ)上,結(jié)合時變率相似分析方法,以熱聲系統(tǒng)特征時間為特征參數(shù)來對其進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化及分析,研究其對熱聲熱機(jī)性能參數(shù)的影響,以便對熱聲熱機(jī)的理論研究和設(shè)計(jì)工作提供指導(dǎo)。并搭建實(shí)驗(yàn)平臺,對熱聲特征時間進(jìn)行測量與分析。從理論與實(shí)驗(yàn)

2、兩個方面來研究熱聲系統(tǒng)特征時間。
　　本文主要的研究工作包括以下幾個部分:
　　首先,對時變率相似分析方法進(jìn)行了介紹和分析,得到熱聲系統(tǒng)的特征時間的表達(dá)式,并以多種目標(biāo)函數(shù)對其進(jìn)行優(yōu)化和分析。以生態(tài)學(xué)目標(biāo)函數(shù)分析,對于熱聲發(fā)動機(jī)和熱聲制冷機(jī),目標(biāo)函數(shù)E值隨特征時間先增大后減小,存在一個值,使生態(tài)學(xué)目標(biāo)函數(shù)E值最大,且溫度梯度和x值對E值也有影響。以功率分析,功率隨特征時間單調(diào)減小。以效率分析,熱聲發(fā)動機(jī)效率隨特征時間增大而增

3、大。以制冷率和制冷系數(shù)分析,存在一個最優(yōu)特征時間使它們最大。
　　其次,以駐波聲場為例,計(jì)算及分析了熱聲熱機(jī)的熵產(chǎn)率,分析特征時間、溫度梯度等因素對熵產(chǎn)率的影響。對于換熱器,熵產(chǎn)率隨先減小后增大;對于回?zé)崞?熵產(chǎn)率隨特征時間先急劇增大,再急劇減小,到一個極小點(diǎn)后再平緩增大。存在一個最優(yōu)特征時間使得系統(tǒng)的不可逆熵產(chǎn)最小;并且存在溫度梯度、板間距和阻抗比使熵產(chǎn)率最小。
　　接著,在考慮了熱漏和系統(tǒng)內(nèi)不可逆性所引起的能耗的情況下,