熱聲理論及熱聲驅(qū)動(dòng)脈沖管制冷機(jī)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文首先回顧了熱聲機(jī)械的發(fā)展歷史和最新成果，介紹了熱聲機(jī)械工作原理，重點(diǎn)研究了熱聲理論及其實(shí)驗(yàn)中的若干問(wèn)題： 1.熱聲二階非線性理論模型　　以流體力學(xué)基本原理為基礎(chǔ)建立了熱聲系統(tǒng)的二維二階理論模型，分析了由于系統(tǒng)中二階物理量的存在所引發(fā)的非線性效應(yīng)，討論了熱聲系統(tǒng)中若干物理量由于非線性效應(yīng)所帶來(lái)的變化。最后，通過(guò)對(duì)該理論模型中流場(chǎng)方程的封閉性研究，分析了進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算的可行性。 2.Rayleigh聲流模型　　根據(jù)

2、熱聲二維二階理論模型推導(dǎo)了一般駐波型熱聲系統(tǒng)中二階時(shí)均流速的表達(dá)式，該表達(dá)式包含了無(wú)限大平板和圓管兩種模型，已知系統(tǒng)的平均壓力、平均溫度、平均溫度梯度、縱向壓力梯度，即可求出相應(yīng)的二階時(shí)均流速及二階時(shí)均比質(zhì)量流，從而得知系統(tǒng)中Rayleigh流的分布情況。可以計(jì)算的系統(tǒng)不僅包括熱聲設(shè)備的各部分(諧振管、回?zé)崞鳌⒎答伖?、熱緩沖管)，而且依然適用脈沖管制冷機(jī)中脈沖管這類封閉管道的交變流動(dòng)設(shè)備。另外，通過(guò)對(duì)該模型的分析，提出了Rayleigh

3、聲流產(chǎn)生的機(jī)理。 3.熱聲諧振管　　諧振管作為熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件之一，其幾何參數(shù)的變化對(duì)熱聲系統(tǒng)的工作性能有重大影響，本文對(duì)駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的錐形諧振管和圓直諧振管進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，以探明諧振管的形狀對(duì)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)性能的影響。其后，基于熱聲系統(tǒng)存在的非線性效應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。 4.熱聲驅(qū)動(dòng)脈沖管制冷機(jī)　　本文介紹了熱聲驅(qū)動(dòng)脈沖管制冷機(jī)的設(shè)計(jì)及其獲得液氮溫度以下的低溫的工作原理。通過(guò)熱聲理論簡(jiǎn)單分析了長(zhǎng)徑