丝网板叠型驻波热声发动机的工作特性研究

1

作者 楼平 刘钰 +3 位作者 孙大明 邱利民 王凯 王波 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期12-15,68,共5页

基于线性热声理论设计并搭建了一台丝网型驻波热声发动机,采用不同目数的不锈钢丝网进行试验,考察了丝网板叠几何参数和工作压力对热声发动机工作特性的影响,实验结果和线性热声理论计算结果吻合度较好。实验发现,高目数丝网板叠更容易... 基于线性热声理论设计并搭建了一台丝网型驻波热声发动机,采用不同目数的不锈钢丝网进行试验,考察了丝网板叠几何参数和工作压力对热声发动机工作特性的影响,实验结果和线性热声理论计算结果吻合度较好。实验发现,高目数丝网板叠更容易使系统起振,在实验范围内热声发动机采用不同板叠时的最小起振温度均发生在小充气压力下;在不同的充气压力下,存在最优目数的丝网使得发动机性能最佳。对该台热声发动机而言,最佳的丝网水利半径应为热渗透深度的4.5倍左右。 展开更多

关键词 驻波 热声发动机板叠 丝网

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大型多功能热声发动机的研制及初步实验 第一部分 热声发动机的研制 被引量：29

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作者 邱利民 孙大明 +3 位作者 张武 陈国邦 甘智华 严伟林 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期1-7,共7页

设计并制作了一台大型多功能行波热声发动机 ,该热声发动机长 4 5m ,高 1 2 5m ,设计最大输入功率 5kW。它不仅可以用于行波与驻波混合型热声发动机实验 ,还可以单独进行行波环路实验及热声发动机驱动脉管制冷机实验。该热声发动机中... 设计并制作了一台大型多功能行波热声发动机 ,该热声发动机长 4 5m ,高 1 2 5m ,设计最大输入功率 5kW。它不仅可以用于行波与驻波混合型热声发动机实验 ,还可以单独进行行波环路实验及热声发动机驱动脉管制冷机实验。该热声发动机中没有任何运动部件 ,同驻波热声发动机相比起振温度低、压比大 ,这对低品位能源的利用具有重要意义。着重介绍该热声发动机系统的研制和测量系统的组成 ,相关实验结果将另文介绍。 展开更多

关键词 热声发动机 行波 热声发动机驱动脉管制冷机实验 低品位能源 测量系统 驻波 高次谐波 热声效应 声波发生器

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带压力放大器的驻波型热声发动机驱动RC负载

3

作者 寿琳 陈国邦 +3 位作者 曹卫华 包锐 汤珂 裘圆 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期35-39,共5页

进行了驻波型热声发动机压力放大器长度对系统性能的影响的模拟及实验研究,发现压力放大器的实际最佳长度应该小于系统波长,并且受热声发动机的加热功率、工作压力和负载大小的影响;在负载声阻固定的情况下,一定范围内振动频率、加热温... 进行了驻波型热声发动机压力放大器长度对系统性能的影响的模拟及实验研究,发现压力放大器的实际最佳长度应该小于系统波长,并且受热声发动机的加热功率、工作压力和负载大小的影响;在负载声阻固定的情况下,一定范围内振动频率、加热温度、负载入口声功随着压力放大器长度的增大而增大;压力放大器可以提高负载入口声功和效率,在本实验的热声系统中接入3.45 m压力放大器后,热声发动机的效率由1.45%提高到3.32%。 展开更多

关键词 驻波 热声发动机 阻容负载 压力放大器

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行波型热声发动机的试验研究 被引量：15

4

作者 刘海东 罗二仓 +1 位作者 梁惊涛 周远 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期23-25,共3页

介绍了新型行波形热声发动机的试验装置 ,在不同的充气压力和工质条件下进行了试验 ,讨论了结构尺寸、充气压力、加热温度、工作介质试验结果的影响 ,并发现了频率跳变现象。

关键词 行波 驻波 频率跳变 行波型热声发动机

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正交试验法在高频级联型热声发动机研究中的应用 被引量：10

5

作者 胡忠军 李青 +1 位作者 李正宇 李强 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期14-18,46,共6页

为了研究级联型热声发动机级间运行参数组合方式对系统性能的影响,采用综合的正交试验法,以驻波级回热器热端的起振温度为例,通过正交试验极差分析和方差分析得知充气压力是最敏感的影响因素,其次是行波级的加热功率,再次是驻波级加热... 为了研究级联型热声发动机级间运行参数组合方式对系统性能的影响,采用综合的正交试验法,以驻波级回热器热端的起振温度为例,通过正交试验极差分析和方差分析得知充气压力是最敏感的影响因素,其次是行波级的加热功率,再次是驻波级加热功率。试验表明,随着充气压力的升高,起振温度逐渐降低;随着行波级加热功率的增加,起振温度先降低后升高;随着驻波级加热功率的增加,起振温度趋于降低。正交试验法是研究多因素、多水平的一种优化试验方案的方法,采用综合的正交试验法会使试验研究更为有效。 展开更多

关键词 级联型热声发动机 正交试验 方差分析 起振温度

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混合型热声发动机中两个模态的特性对比研究 被引量：2

6

作者 禹智斌 李青 +1 位作者 陈熙 谢秀娟 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期36-40,共5页

文献 [1]报道了本混合型热声发动机存在两个振动模态———高频模态和低频模态。在试验上成功地获得了稳定的高频模态。首次对这两个模态的本征特性及其演变规律进行了详细的对比分析 ,发现这是两个显著不同的热声模态。在理论上对该型... 文献 [1]报道了本混合型热声发动机存在两个振动模态———高频模态和低频模态。在试验上成功地获得了稳定的高频模态。首次对这两个模态的本征特性及其演变规律进行了详细的对比分析 ,发现这是两个显著不同的热声模态。在理论上对该型热机进行了初步的探讨 ,分析了该模态行为对系统的稳定性的重要影响 ,并指出了这种效应的工程意义。 展开更多

关键词 热声发动机 模态特性 特性对比 高频模态 低频模态 测量系统

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行波型热声发动机的试验研究 被引量：1

7

作者 孙力勇 罗二仓 +1 位作者 梁惊涛 周远 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期8-12,共5页

介绍了新型行波热声发动机的试验装置 ,对试验结果进行了分析和讨论。在工作气体为氮气、压力为 1 5 6MPa、热端气体温度 6 1 5°C时获得压比1 0 83。

关键词 行波型热声发动机 实验研究 温度突升 试验装置 热声制冷机 控制系统 测量系统

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行波热声发动机加热器改进及其驱动脉管制冷机系统实验研究

8

作者 严伟林 孙大明 +2 位作者 邱利民 陈萍 谭永翔 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期41-44,58,共5页

对自行研制的行波型热声发动机中的核心部件加热器进行了改进。采用改进的热声发动机驱动单级小孔型脉管制冷机 ,以氦气为工质 ,在充气压力为 2 2MPa的条件下 ,获得了 110K的最低制冷温度。通过对实验结果的分析 ,着重阐明了热声发动... 对自行研制的行波型热声发动机中的核心部件加热器进行了改进。采用改进的热声发动机驱动单级小孔型脉管制冷机 ,以氦气为工质 ,在充气压力为 2 2MPa的条件下 ,获得了 110K的最低制冷温度。通过对实验结果的分析 ,着重阐明了热声发动机和脉管制冷机之间的频率匹配问题及其改进途径 ,为进一步深入研究指明了方向。 展开更多

关键词 脉管制冷机 行波热声发动机 行波型热声发动机 制冷温度 工质 氦气 加热器 动脉 实验研究 MP

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行波型热声发动机谐振管的调相作用

9

作者 谢秀娟 李青 +1 位作者 李正宇 李强 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期35-39,共5页

基于环形圈加谐振管的热声发动机的两自由度模型构思,在调相机理上开展了工作。系统分析和仿真研究表明:谐振管对于热声发动机系统不仅是决定系统工作频率、储能和稳定工况,还对行波型热声发动机的声场产生调相作用。针对不同形式的谐振... 基于环形圈加谐振管的热声发动机的两自由度模型构思,在调相机理上开展了工作。系统分析和仿真研究表明:谐振管对于热声发动机系统不仅是决定系统工作频率、储能和稳定工况,还对行波型热声发动机的声场产生调相作用。针对不同形式的谐振管(谐振管,谐振腔和容腔),以及不同体积的容腔负载(10 L,20 L,40 L)进行仿真计算。研究不同条件下,对回热器处的压力和体积流率之间的相位调节作用及声功的影响。在此基础上,对回热器起点、中点和终点3个位置的流体微团进行分析,得到不同位置的p-V图。结果表明,谐振管的确起到调节声场相位的作用,容腔形式的谐振管更有利于回热器内声场的优化,而容腔的体积大小对回热器声场的影响不大。 展开更多

关键词 相位调节 声场分布p-V图 行波型热声发动机

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基于热声网络理论的驻波热声发动机起振模拟 被引量：3

10

作者 赖碧翚 邱利民 +2 位作者 李艳锋 楼平 孙大明 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1130-1135,共6页

为了研究驻波热声发动机的起振条件并更好地理解热声振荡的机理,采用热声网络理论对驻波热声发动机的起振过程进行模拟.从线性热声理论中的控制微分方程出发,推导出存在温度梯度的板叠传输矩阵的3种不同表达式,并通过计算对比3种计算方... 为了研究驻波热声发动机的起振条件并更好地理解热声振荡的机理,采用热声网络理论对驻波热声发动机的起振过程进行模拟.从线性热声理论中的控制微分方程出发,推导出存在温度梯度的板叠传输矩阵的3种不同表达式,并通过计算对比3种计算方法的精度.根据热声网络理论,对自行设计的驻波热声发动机进行整机模拟,计算起振温度和频率随充气压力和板叠间距的变化,并与实验结果进行对比,计算的起振温度随充气压力的变化趋势与实验结果基本相同.计算结果表明:不同的充气压力应选择不同的板叠间距.对该驻波热声发动机,其最佳的板叠间距应为热渗透深度的2.20～2.30倍. 展开更多

关键词 驻波热声发动机 热声网络理论 板叠 传输矩阵 起振温度

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轴向分布热源激励下的Rijke型热声不稳定性的仿真研究

11

作者 孙宏权 张浩 +1 位作者 李新艳 王宁飞 《火箭推进》 北大核心 2025年第1期168-176,共9页

热声不稳定性是发生在燃烧室内由燃烧释放的热脉动和燃烧室内声场之间相互耦合而产生的一种高幅自激振荡,可能对燃烧室结构造成严重地破坏。通过数值仿真方法,建立了Rijke型热声系统模型,重点研究了轴向热源分布特性对系统热声不稳定性... 热声不稳定性是发生在燃烧室内由燃烧释放的热脉动和燃烧室内声场之间相互耦合而产生的一种高幅自激振荡,可能对燃烧室结构造成严重地破坏。通过数值仿真方法,建立了Rijke型热声系统模型,重点研究了轴向热源分布特性对系统热声不稳定性非线性行为的影响。结果表明,轴向热源的宽度及其在燃烧室中的分布位置对于热声系统的失稳行为具有显著的调节作用。具体而言,热源宽度越小,系统倾向于经历亚临界Hopf分岔,进而导致失稳。此外,研究结果表明,存在一个特定的热源宽度和轴向位置,使热声振荡的幅值达到最大。这些发现对深入理解热声不稳定性的物理机制、预测其发展过程及优化燃烧室设计具有重要的理论及实际意义。 展开更多

关键词 热声不稳定 Rijke型热声系统 分布热源 Hopf分岔

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高效热致声发动机的新方案探索及其热力分析 被引量：6

12

作者 刘海东 罗二仓 +1 位作者 梁惊涛 周远 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期90-94,共5页

讨论了热声发动机在驻波和行波两种不同工作状态下， 其声功率产生的临界温度梯度与流道尺寸和工作介质的关系， 提出了基于行波工作模式的热声发动机新方案。

关键词 热声发动机 行波 驻波 声功产生率 热力分析

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热声发动机驱动的脉管制冷机模拟及实验研究 被引量：3

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作者 李卓裴 邱利民 +2 位作者 刘国军 王波 胡进勤 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1458-1462,1468,共6页

基于回热器计算软件REGEN3.2,通过数值模拟分别研究了热声发动机的频率、输出压比、充气压力以及脉管制冷机的回热器长度对热声驱动的脉管制冷机制冷性能的影响,并预测了该台脉管制冷机的最低制冷温度为45 K.实验研究了不同工质、热声... 基于回热器计算软件REGEN3.2,通过数值模拟分别研究了热声发动机的频率、输出压比、充气压力以及脉管制冷机的回热器长度对热声驱动的脉管制冷机制冷性能的影响,并预测了该台脉管制冷机的最低制冷温度为45 K.实验研究了不同工质、热声发动机输出压比、声功输出装置以及脉管制冷机回热器长度对脉管制冷机性能的影响.实验结果表明,热声驱动的脉管制冷机的优化方向为提高热声发动机的输出压比、降低频率以及适当提高充气压力,这与数值模拟结果吻合较好.实验采用氮气-氦气双工质并以亥姆霍兹共鸣器作为声功输出装置和声压放大器,行波型热声发动机驱动的单级斯特林型脉管制冷机获得了65 K的最低制冷温度. 展开更多

关键词 行波热声发动机 斯特林型脉管制冷机 亥姆霍兹共鸣器 回热器

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40K温区驻波型热声驱动两级脉管的制冷特性 被引量：3

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作者 汤珂 黄忠杰 +2 位作者 林小钢 项靖麒 陈国邦 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1-5,共5页

进行了驻波型热声发动机驱动两级脉管的制冷特性实验,样机获得41.2 K的无负荷制冷温度。通过观测热声板叠热端和冷端温度、压力波的振幅、压比和频率,以及脉管制冷机制冷温度等,分析了平均工作压力和加热功率对系统性能的影响。根据实... 进行了驻波型热声发动机驱动两级脉管的制冷特性实验,样机获得41.2 K的无负荷制冷温度。通过观测热声板叠热端和冷端温度、压力波的振幅、压比和频率,以及脉管制冷机制冷温度等,分析了平均工作压力和加热功率对系统性能的影响。根据实验数据,讨论了系统存在的问题,并指出了改进的方向。 展开更多

关键词 热声学 热声发动机 驻波 脉管制冷机 多级制冷

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热声系统起振机理的初步研究 被引量：7

15

作者 欧阳录春 邱利民 +2 位作者 张武 孙大明 谢雪梅 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期6-11,共6页

根据气体密度、粘度和导热系数等物性参数随温度的变化规律 ,在对热声系统中热声转换的关键部件丝网板叠进行合理简化的基础上 ,给出了热声系统起振机理的一种初步解释 ,对进一步完善热声理论具有一定指导意义。

关键词 热声系统 起振机理 驻波型热声发动机系统 热声理论 丝网板叠 换热 热声振荡

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串级热声系统的工作原理、分析及优化 第一部分 串级热声系统的基本原理 被引量：3

16

作者 罗二仓 戴巍 +3 位作者 凌虹 吴张华 黄云 李晓明 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期10-16,共7页

高效的热声转换需要创造高阻抗的行波声场 ,为避免闭合回路产生的直流损失 ,可以利用驻波声场的某些特殊性质。通过对几种驻波声场的分析 ,提出了若干可能结构的串级热声发动机或者串级制冷机的工作流程 ,可在实际中工作获得高的热声转... 高效的热声转换需要创造高阻抗的行波声场 ,为避免闭合回路产生的直流损失 ,可以利用驻波声场的某些特殊性质。通过对几种驻波声场的分析 ,提出了若干可能结构的串级热声发动机或者串级制冷机的工作流程 ,可在实际中工作获得高的热声转换效率 ,同时具有更简单的结构和更高的可靠性。 展开更多

关键词 串级热声系统 驻波声场 行波声场 可靠性 粘性耗散 热声热机 制冷机

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热声发电系统双功率优化运行阻抗匹配分析 被引量：4

17

作者 何新 夏加宽 +1 位作者 李文瑞 张健 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期5272-5278,5409,共8页

为获得圆环体拓扑结构的热声发电系统最大电功输出,提出带有可变电负载的动磁式直线发电机声学阻抗匹配设计方法。通过声力电类比方法建立系统捕获声功和输出电功的数学模型。结合热声发动机机械结构和气体工作介质特征,分析弹簧机械阻... 为获得圆环体拓扑结构的热声发电系统最大电功输出,提出带有可变电负载的动磁式直线发电机声学阻抗匹配设计方法。通过声力电类比方法建立系统捕获声功和输出电功的数学模型。结合热声发动机机械结构和气体工作介质特征,分析弹簧机械阻抗和电负载阻抗对系统声学阻抗的影响,给出双功率优化运行的发电机声学阻抗匹配设计方法。该方法以提高声功捕获为约束条件,实现热声发电系统输出电功最大。用MATLAB程序和热声发电系统模拟实验平台验证双功率优化运行阻抗匹配方法。双功率优化运行的发电机声学阻抗匹配设计方法简单易行,为热声发电系统控制器的设计提供理论指导。 展开更多

关键词 分布式能源 热声发电系统 动磁式直线发电机 行波型热声发动机 阻抗匹配 双功率优化

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热声发电系统最大声电效率阻抗匹配分析 被引量：4

18

作者 何新 夏加宽 +2 位作者 苏浩 李文瑞 张健 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期92-100,共9页

为提高热声发电系统的声电转换效率,根据相似理论,结合声学阻抗流源机理进行分析,提出一种永磁直线发电机弹簧机械阻抗和负载电阻抗的声学阻抗匹配设计方法。该方法以提高捕获声功为约束条件,实现声电转换效率最大。进一步地,在弹簧机... 为提高热声发电系统的声电转换效率,根据相似理论,结合声学阻抗流源机理进行分析,提出一种永磁直线发电机弹簧机械阻抗和负载电阻抗的声学阻抗匹配设计方法。该方法以提高捕获声功为约束条件,实现声电转换效率最大。进一步地,在弹簧机械阻抗和负载容抗声学阻抗匹配时,给出发电机成为热声发动机声学阻性负载、声学感性负载和声学容性负载的阈值规律。最后搭建实验平台,通过建模、求解及分析设计,验证了发电机声学阻抗匹配方法的有效性,为热声发电系统(TAEGS)的设计提供理论依据。 展开更多

关键词 热声发电系统 永磁直线发电机 热声发动机 声学阻抗匹配 最大声电效率

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热声系统的工程优化设计 被引量：1

19

作者 张晓青 陈宇 +1 位作者 郭方中 涂虬 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期35-40,共6页

介绍了热声系统无因次化的工程优化设计数学模型 ,描述了热声系统的优化算法。对声驱动的热声制冷机和热声发动机两种典型的热声系统的板叠 ,进行了优化设计计算 ,得到了两系统中热声板叠的性能和效率曲线 ,并对影响热声系统性能或效率... 介绍了热声系统无因次化的工程优化设计数学模型 ,描述了热声系统的优化算法。对声驱动的热声制冷机和热声发动机两种典型的热声系统的板叠 ,进行了优化设计计算 ,得到了两系统中热声板叠的性能和效率曲线 ,并对影响热声系统性能或效率的因素进行了分析与讨论 ,优化确定了板叠的结构参数 ,为热声系统的工程优化设计和性能预测提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 热声系统 工程优化设计 热声板叠 数学模型 热声制冷机 热声发动机

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热声发电系统最大声功捕获特性分析 被引量：1

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作者 张健 夏加宽 +2 位作者 王雪 何新 李文瑞 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2021年第2期132-137,共6页

为了使热声发电系统实现最大声功捕获,提出一种基于热声发电系统声学阻抗设计方法,通过选择合适弹簧刚度系数和谐振电容参数使热声发电系统声学阻抗匹配捕获声功最大.根据相似定理和热声发电系统声学阻抗流源机理,采用类电路相量法建立... 为了使热声发电系统实现最大声功捕获,提出一种基于热声发电系统声学阻抗设计方法,通过选择合适弹簧刚度系数和谐振电容参数使热声发电系统声学阻抗匹配捕获声功最大.根据相似定理和热声发电系统声学阻抗流源机理,采用类电路相量法建立声功捕获模型,推导声功函数与各元件参数关系.以直线发电机安全运行为约束条件,推导出直线发电机弹簧刚度系数和谐振电容设计表达式,通过数值计算和实验验证了优化设计方法的合理性. 展开更多

关键词 热声发电系统 永磁直线发电机 阻抗匹配 最大声功捕获 机械谐振 热声发动机 分布式能源 刚度系数

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