熱聲制冷機制冷機制數(shù)值模擬研究.pdf

1、聲驅(qū)動的熱聲制冷機是一種全新的制冷裝置，它是靠聲驅(qū)動裝置產(chǎn)生聲波，聲波在諧振管中產(chǎn)生熱聲效應(yīng)的原理工作的。論文主要運用數(shù)值模擬的方法對熱聲制冷機的制冷過程進行了仿真，對熱聲效應(yīng)的發(fā)生和作用機理進行了詳細的分析。
　　論文首先論述了熱聲熱機的研究背景和意義，對熱聲熱機的發(fā)展過程及國內(nèi)外的研究進程進行了說明，從熱力學(xué)內(nèi)容出發(fā)對熱聲效應(yīng)發(fā)生的過程進行了分析。同時對熱聲效應(yīng)涉及到的流體力學(xué)、傳熱學(xué)等基本理論進行了論述。對熱聲制冷機零部件的

2、設(shè)計準則進行了說明，為熱聲制冷機的設(shè)計改進提供了依據(jù)。
　　其次，重點對熱聲制冷過程進行了數(shù)值模擬,運用CFD數(shù)值計算軟件，對熱聲效應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展機理進行了數(shù)值模擬。首先在ANSYS中建立諧振管的三維模型，進行模態(tài)分析，找到合適的諧振頻率，以此頻率作為驅(qū)動源的激勵頻率。在CFD中，建立制冷機的直諧振管二維模型，研究了其中放置一塊板疊時諧振管內(nèi)流體的速度、壓力、溫度變化情況，并對壓力幅值對溫度的影響進行了分析，結(jié)果表明，諧振管內(nèi)工質(zhì)

3、的溫度具有一定的波動性，體現(xiàn)了壓力波動對溫度等參數(shù)的影響。同時證明提高制冷機入口處壓力的振動幅值，對于熱聲制冷機制冷量的增加是有益的。在熱聲制冷效應(yīng)的作用下，管中板疊冷熱端形成了一定的溫度梯度，很好地驗證了熱聲效應(yīng)的作用機理。
　　最后，在直諧振管仿真的基礎(chǔ)上，對熱聲制冷機進行了結(jié)構(gòu)改進，重點是在內(nèi)部增加了冷熱端換熱器，換熱器是熱聲制冷機的一個重要組成部件，它對熱聲效率的提高起著重要作用。通過耦合的計算方法，對整機模型進行了仿真，