驻波型热声发动机的研究

摘要

本文总结了热声学的历史和研究现状的基础,并从不同角度论述了热声机械的基本原理,重点做了以下研究工作： 1)完成驻波型热声发动机实验台的搭建工作,实现了温度的自动测量、数据的实时分析显示以及自动保存。 2)分别研究板叠的长度、材料和孔径等因素对热声发动机性能的影响,结果表明：20mm长度的陶瓷板叠性能最优,即起振温度最低。 3)分析实验结果可以发现：对于本实验装置,保持低温端温度不变,加热功率不会影响系统起振温度；而低温端温度改变时,系统起振温度增大,但是起振温比(即系统起振时高低温度比值)在很大温区内基本不变。结果表明结构和尺寸是影响热声装置性能的关键因素,这对掌握热声发动机的性能特点及其优化开发和应用具有参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2热声技术的发展简史

1.2.1国外研究动态

1.2.2国内热声研究

1.3热声研究热点和应用前景

1.3.1热声研究热点

1.3.2应用前景

1.4本课题研究内容

第二章热声理论

2.1热声学理论基础

2.1.1热声效应的热力学基础

2.1.2流体定律

2.1.3理想气体参数

2.2热声效应机理

2.2.1驻波声场和行波声场

2.1.2一般声场中的温度波动

2.1.3驻波型热声发动机循环原理

2.2经典线性热声理论

2.2.1假设

2.2.2基本方程及其简化

2.2.3方程的解与讨论

2.3非线性热声理论

2.4本章小结

第三章驻波型热声发动机实验装置

3.1驻波型热声发动机

3.1.1换热器

3.1.2板叠

3.1.3谐振管

3.2数据采集系统

四实验结果及讨论

4.1系统起振与消振

4.1.1系统起振及机理分析

4.1.2系统消振

4.1.3强制振动

4.2板叠对系统起振的影响

4.2.1板叠长度的影响

4.2.2板叠材料的影响

4.2.3板叠孔径的影响

4.3其它参数的影响

4.3.1低温端温度和高低温比对系统起振的影响

4.3.2加热功率对起振温度的影响

4.3.3谐振管两端封闭的起振情况

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢