斯特林热声发动机压力特性的试验研究

摘要

斯特林热声发动机由于其工作介质通过斯特林循环,使其与其他结构形式的热声发动机相比具有潜在效率高等优势。热声发动机内参与热声转换的气体工质会形成高强度的压力波,因而压力特性是反映其性能的重要依据。在有关斯特林热声发动机压力特性的研究工作当中,设计并搭建了热声发动机试验平台,并对热声发动机的压力特性进行了试验研究,其中包括热声发动机的起振过程、压力振荡频率、压力振幅、压比等方面特性。试验结果表明,当热声发动机以氦气为工质时,存在一个最佳的平均压力可在最低的温度下起振,并且可工作的平均压力范围更大。与氮气和氩气相比,氦气的工作频率更高,但是在相同的平均压力下压力振幅最小。氮气和氩气的压比随着平均压力的增大而减小,氦气的压比存在最大值。研究结果有助于提高热声发动机的实用性。