热声

摘要： 热驱动热声制冷技术利用热声发动机输出的高强度声波驱动热声制冷机实现制冷,即实现热—声—冷能源转换,是一种环境友好、近零电耗且热源适应性好的新型绿色制冷技术。热驱动热声制冷系统工作温跨大,可实现室温至液氦温区不同制冷需求,在多个领域具有广阔的应用前景。本文以热驱动热声制冷技术近三十年来的发展为基础,介绍了热驱动热声制冷原理和分类,从热驱动室温热声制冷机和热驱动低温热声制冷机两个方面综述了研究现状和发展方向,对该技术在室温制冷、余热/冷回收、天然气液化和低温制冷等方面的应用及相关研究进行了归纳分析,并指出未来的研究需要在热声新流程、谐振机构、高效热声转换、低品位能源利用、工程样机实用化等方面实现协同突破,形成效率高、功率大、起振温度低、可实现极低温、稳定可靠的热驱动热声制冷技术,从而推动新型绿色制冷技术的科学发展与应用。

摘要： 为解决传统热声制冷系统因采用气体谐振管导致整机效率较低的问题,本文提出一种新型气-液耦合双作用行波热声制冷系统,通过数值模拟优化了系统结构尺寸,并对其性能进行了数值模拟分析.首先,对三级气-液耦合双作用行波热声制冷系统的声功、压力及体积流幅值等重要参数的沿程分布进行了研究;然后,研究不同级数下系统的声功、热声转换效率等特性参数;最后,对比分析了各级系统的制冷量及COP随压力的变化特性.研究结果表明:在环境温度293 K、加热温度400 K、制冷温度270 K、平均压力1 MPa下,三级系统COP达到0.7,制冷量为0.78 kW,运行频率为13 Hz,系统相对卡诺效率为22.3％.系统级数增加,整机的功率密度提高,当平均压力为10 MPa时,六级系统制冷量达到最大值16.1 kW,COP为0.38.

摘要： 旋流器是目前燃烧室中常用的稳定火焰的结构,主要通过气体经过旋流器后在下游形成的回流区来稳定火焰.一般采用旋流数表征旋流器的旋流强度.旋流数一方面会影响空气和燃料的掺混,另一方面会影响回流区的尺寸,从而对火焰的长度和稳定性产生影响.针对某重型燃气轮机的燃烧器,采用数值模拟的方法分析了旋流数变化对热态温度场的影响,同时采用三维有限元方法分析了旋流数对燃烧稳定性的影响.结果表明:旋流数增加,会使得火焰更加紧凑,长度缩短,同时使得燃烧室二阶周向模态稳定性恶化,不稳定的风险增加;降低旋流数会使得火焰长度增加,轴向模态稳定性恶化.该研究结果可为类似机组的相关设计研究提供参考和借鉴.

摘要： 利用热声制冷效应设计了一套由扬声器、谐振管、板叠、冷热端换热器、功放模块、温度感应模块、32控制板、触摸屏等器件组成的热声制冷演示仪,装置集示波器、函数发生器部分功能于一体,且实验者可以通过接触演示仪感觉到制冷效果.

摘要： 将绿色环保的可再生能源太阳能与高可靠性、无污染、潜在效率高的热声系统结合,是一个全新的、极具前景的研究方向.但已有的太阳能驱动热声系统所采用的传统聚光器,系统复杂,运行调试困难;目前尚缺乏针对热声系统的太阳能聚光器的设计.为此,该文提出了一种适用于太阳能驱动热声发动机的光漏斗一次聚光和渐开线二次聚光器结构,介绍了二次聚光系统的设计方法,并使用Light Tools软件对所设计的聚光器进行仿真计算,并与多种聚光器进行对比分析.结果表明,结合渐开线二次聚光装置的顺向聚焦复合抛物面聚光器,提高了系统的聚光效率,降低了对系统跟踪精度的要求,并且结构简单,易于安装、调试、维护,是一种适用于热声热机的太阳能集热装置.

摘要： Thermoacoustic-driven pulse tube refrigerators are usually coupled directly or by long tubes called acoustic amplifiers.With these coupling methods,the efficiency of the whole system is quite low because of the nonideal acoustic field and flow losses.This paper describes a new thermoacoustic-driven pulse tube refrigerator that can reduce the transmission loss of sound power and improve efficiency using a mechanical resonator to couple the thermoacoustic engine and pulse tube refrigerator.Theoretical analysis is carried out for a heating temperature of 900 K and cooling temperature of 80 K.First,the coupling mechanism of the resonator is analyzed and the parameters of the mechanical resonator are optimized.Second,the influence of the heating temperature,cooling temperature,and mechanical resistance are investigated.Furthermore,the proposed method is compared with the traditional coupling configuration.The results show that the thermoacoustic-driven refrigerator with mechanical resonance attains an exergy efficiency of 22.5％,whereas the long-tube-coupled thermoacoustic-driven pulse tube refrigerator only reaches an exergy efficiency of 11.6％.%热声驱动脉管制冷机通常采用直接或者长管耦合的方式,但是因为耦合后的发动机和制冷机难以达到最佳的工作状态,耦合长管的损失也比较大,因此整体效率较低.本文提出一种热声驱动脉管制冷机结构,利用谐振子耦合热声发动机和脉管制冷机,能够显著减小声功传递损失,提升整机(佣)效率.全文针对在900K加热温度、80 K空气液化温区下的热声驱动脉管制冷机展开理论研究,首先分析了谐振子耦合机理,并对谐振子参数进行了优化设计;其次,研究了加热温度、制冷温度和机械阻尼对系统性能影响;最后,将谐振子耦合型与长管耦合型两种方式的热声驱动制冷机进行了对比分析.结果表明:在平均压力为3MPa,加热温度为900K,制冷温度为80 K时,谐振子耦合的热声驱动制冷机可获得整机22.5％的(佣)效率,而长管耦合的热声驱动脉管制冷机获得11.6％的(佣)效率.

摘要： 通过系统解耦的方法和理论分析,计算行波热声发动机输出特性和直线发电机的输入特性,同时开展行波热声发电机性能的理论和实验研究.模拟发现,当发动机声功输出处阻抗实部为1.0×107~2.0×107Pa·s/m3、阻抗虚部在106Pa·s/m3量级内时,发动机输出声功率及热声效率高,发动机高效工作的频率约为65.5Hz;直线电机性能受工作频率、外接负载等因素的影响,最佳工作频率约为72Hz,最优外接负载为80~200Ω;在3.16MPa的充气压力和550°C的加热温度下,该发电系统的理论发电功率达到了520W以上,最高热电效率达到了24.4%;实验中,最高电功率达到了481W,最高热电效率达到了15.1%.数值模拟结果与实验结果基本吻合,验证了物理模型的正确性,说明该热声发电系统实现了良好的阻抗匹配.%The output characteristics of a thermoacoustic engine and the input characteristics of linear alternators were calculated based on the decoupling method and theoretical analysis.Moreover,the performance of the traveling-wave thermoacoustic electric generator was studied theoretically and experimentally.Simulation results show that the engine output power and thermal-to-acoustic efficiency are high when the real part of output impedance is in the range of 1.0×107 to 2.0×107 Pa·s/m3,and the imaginary part is under magnitude order of 106 Pa·s/m3;the high-efficiency operating frequency is 65.5 Hz.The performance of the linear alternator is remarkably influenced by working frequency,load resistance,etc.The best working frequency for the alternator is 72 Hz and the optimal range of load resistance is 80 to 200 Ω.The electric generating system can attain 520 W in power and 24.4% in thermal-to-electric efficiency theoretically when the mean pressure is 3.16 MPa and the heating temperature is 550 °C in simulation.The experiment gives a maximum power of 481 W and a highest thermal-to-electric efficiency of 15.1%.The theoretical and experimental results are in coincidence basically,which proves the correctness of the physical model and the good impedance matching of the thermoacoustic electric generating system.

摘要： 研究基于热声相控阵列的宽频带声聚焦效应.设计新型热声相位控制单元,通过改变单元的空气温度控制声波波速,实现声波透射与反射相位延迟覆盖2π区间.设计四种不同类型的热声相控阵列聚焦透镜,采用8种或2种热声相位控制单元分别实现了透射与反射声聚焦效应.与其他类型的声聚焦透镜相比,热声相控阵列聚焦透镜具有宽频带、高聚焦性能、设计方案简单等优点.%Broadband acoustic focusing effect based on a thermoacoustic phased array is studied. In this work, according to the relationship between the sound velocity and the temperature, a new type of a thermoacoustic phase control unit is designed by using air with different temperatures surrounded by rigid insulated boundaries and thermal insulation films. The acoustic wave velocity could be adjusted by changing the temperature of air in the unit, and the transmitted and reflected acoustic phase delays can cover the whole 2π interval. On the basis of this thermoacoustic phased array, we design four different types of acoustic focusing lenses. By using eight or two kinds of such units, we realize the transmitted and reflected acoustic focusing effect, respectively. The results show that the thermoacoustic phased array lens has a good focusing performance in a frequency range of 4.0-15.0 kHz. In addition, the center intensity of the focal spot is much greater in the focusing lens with eight phase units, and the design method is simpler and more robust in the focusing lens with two phase units. Compared with other types of focusing lenses, the proposed focusing lens based on the thermoacoustic phased array has the advantages of broad bandwidth, high focusing performance and simple designed method. The results provide a theoretical basis and experimental reference for designing the broadband thermoacoustic phased array devices and new types of acoustic focusing lenses.

摘要： 对热声系统高温段的漏热进行理论分析,建立高温段真空防护结构的物理模型,并基于fluent中S2S模型,对模型进行了稳态数值模拟,得到了辐射散热量、导热量、外表面的热流量随加热温度的变化,以及辐射和导热占总漏热量的比值;在此基础上,对防护结构进行优化,提出防护结构2,对比分析了两种热防护结构的防漏热效果.结果表明,真空防护结构会有效的减少系统的漏热,增大系统的热声转换效率,且优化后的结构2较结构1更能有效的减少系统漏热.

摘要： 制冷技术现已渗透到生产技术、科学研究以及日常生活的各个方面，并发挥着巨大的作用。目前国家倡导节能减排，提倡使用清洁优质高效能源，大力推广节能环保新技术。面临能源与环境的双重压力，在制冷工程中运用新的节能技术来减少能耗，提高制冷效率，同时将环境污染减少到最低程度，已成为制冷行业发展的首要任务。对于制冷与空凋行业，应注意新技术的研发和应用，以及制冷空凋技术与相关技术的融合与交叉，以适应国家能源战略的新需要[1]。本文着重介绍几种制冷新技术的原理和特点，并探讨其发展潜力和趋势。%T he refrigeration technology has already penetrated into the production technology ,the scientific research as well as the daily life in each aspect and played a im‐portant role .At present ,the national advocate energy‐saving and emission reduction to promote the use of clean and high quality energy ,and vigorously promote the new technol‐ogy of energy‐saving and environmental protection .Facing the pressure of energy and en‐vironment ,the application of new energy‐saving technologies in the refrigeration engineer‐ing to reduce energy consumption ,improve the refrigeration efficiency ,and reduce the en‐vironment pollution to the lowest degree at the same time ,has become the primary task of the refrigeration industry .For refrigeration and air conditioning industry ,more attention should be paid to the development and application of new technology and the integration and intersection of refrigeration and air conditioning technology and related technologies in order to meet the national energy strategy .T his paper focuses on the principles and char‐acteristics of several new refrigeration technologies ,and its development potential and trend are discussed .

摘要： 热声机械由于其具有结构简单、运行可靠,且可以利用热能作为系统的驱动源,因此通过燃烧部分天然气来驱动热声系统制取冷量、进而液化其余天然气的热声天然气液化方案具有其独特的优点,在过去的10多年里受到了越来越多地关注.本文在简要描述热声天然气液化技术原理的基础上,介绍了相关的最新研究进展及其应用前景.

摘要： 本文对一种准一维非线性热声模型进行研究,利用该模型初步预测了一种热声驱动器的工作特性,并采用一种更简便的差分格式对系统中发生的非线性现象进行了数值模拟.结果表明,在频域内和线性条件下,该模型简化为经典的线性热声模型,可以预测热声驱动器的起振温度梯度;在时域内和非线性条件下,该模型可以模拟热声系统内的瞬态压力波由初始增长,经过非线性演化,最终达到饱和的全过程.

摘要： 谐振管与谐振腔是热声系统中用来储存能量和调节频率的重要装置.本文分别应用热声系统设计中常用的一维线性热声网络模型和商用软件Fluent6.0中的标准κ-ε模型算法模拟谐振管与谐振腔中的压力分布,并与各压力测点实验数据对比.因为湍流等非线性因素的存在,一维热声网络模型不能有效的模拟热声系统的状态.而二维κ-ε模型比一维线性模型更好的与实验结果吻合,从而验证了二维κ-ε模型的有效性,为利用Fluent模拟热声系统打下了基础.

摘要： 驻波管法测定材料的声阻抗是一种常用和可靠的方法.但一般它要一个移动的换能器,使能测出管中的驻波比.本文是用二个换能能器,可测出管内和管端的声阻抗以及其它声传输参量.

摘要： 驻波管法测定材料的声阻抗是一种常用和可靠的方法.但一般它要一个移动的换能器,使能测出管中的驻波比.本文是用二个换能能器,可测出管内和管端的声阻抗以及其它声传输参量.

摘要： 驻波管法测定材料的声阻抗是一种常用和可靠的方法.但一般它要一个移动的换能器,使能测出管中的驻波比.本文是用二个换能能器,可测出管内和管端的声阻抗以及其它声传输参量.

摘要： 驻波管法测定材料的声阻抗是一种常用和可靠的方法.但一般它要一个移动的换能器,使能测出管中的驻波比.本文是用二个换能能器,可测出管内和管端的声阻抗以及其它声传输参量.

摘要： 驻波管法测定材料的声阻抗是一种常用和可靠的方法.但一般它要一个移动的换能器,使能测出管中的驻波比.本文是用二个换能能器,可测出管内和管端的声阻抗以及其它声传输参量.

摘要： 本发明涉及能源利用设备技术领域，尤其涉及一种热声驱动机组、热声发动机及热声热泵系统。该热声驱动机组包括多级发动机组件，多级所述发动机组件之间逐级并联耦合，以逐级放大声波能量，从而确保发动机组件中的回热器内横截面上的能量流动均匀、温度分布均匀，从而大幅提高热声发动机及热声热泵系统的工作效率。该热声发动机利用压缩机向热声驱动机组内输送压力波，以在热声驱动机组内形成声波能量，并将声波能量逐级放大后转化为电能，从而实现高效回收并转化低品位热能，实现能源的回收利用。该热声热泵系统通过将热声发动机与热声热泵对应耦合连接，使得该系统既能有效利用低品位热量，实现高效的制冷或供热功能。

摘要： 用于飞行器的热声隔离模块、以及用这种模块对飞行器部分进行隔离的热声隔离方法。为了便于对飞行器部分的热声隔离，一种用于飞行器的热声隔离模块(154)包括铺垫物(50)和承载结构(140)，所述承载结构被可解除附接地附接在所述铺垫物并且将所述铺垫物支持为弯曲形状，曲率轴线(130)平行于所述铺垫物的纵向方向(X)。一种用于对飞行器部分(245)进行隔离的热声隔离方法包括：将所述热声隔离模块(154)插入所述飞行器部分(245)中的步骤；接着是将所述铺垫物(50)与所述承载结构(140)解除附接的步骤；接着是将所述铺垫物(50)附接至界定所述飞行器部分(245)的飞行器结构(240)的步骤；接着是将所述承载结构(140)从所述飞行器部分(245)移除的步骤。由此改进了将热声隔离系统到飞行器中的结合。

摘要： 本发明公开了一种高真空绝热的可视化热声核元件，所述热声核元件(4)为气体工质在内部流通的长方体；在内部从左至右设置热端换热器(10)、平行型板叠(6)和冷端换热器(9)；所述热端换热器(10)、平行型板叠(6)和冷端换热器(9)的平板之间为气道空间(7)，示踪粒子(5)充满气道空间(7)中；所述热声核元件(4)的上端盖为透明视窗口，窗口内安装硫化锌晶体(18)，所述热声核元件(4)的下端盖为透明视窗口，窗口内安装石英玻璃(17)；所述热声核元件(4)的外部设置绝热罩(27)，所述绝热罩(27)的上端盖为透明视窗口，窗口内安装硫化锌晶体(18)，所述绝热罩(27)的下端盖为透明视窗口，窗口内安装石英玻璃(17)。

摘要： 本发明涉及一种提高热声回热器回热和热声转换效率的新型热声回热器装置，具有在回热器换热过程中补充部分粘性损耗能量，并利用声表面波产生的振荡将板叠表面的自然对流改变为强迫对流，增强换热能力，以提高效率的作用；所述热声回热器装置包括板叠式结构回热器和声表面波发生器件，其中板叠式结构由预先冲压成型的薄板和回热器套筒组合而成，而声表面波发生器是在PZT压电材料上用电子束刻蚀而成；本发明充分利用了热声转换原理，利用了板叠回热器制作工艺成熟，结构简单，造价低廉等特点，并弥补了其粘性耗散过大，换热不明显，效率不高的缺陷，本发明具有良好的应用价值。

摘要： 本发明涉及能源利用设备技术领域，尤其涉及一种热声驱动机组、热声发动机及热声热泵系统。该热声驱动机组包括多级发动机组件，多级所述发动机组件之间逐级并联耦合，以逐级放大声波能量，从而确保发动机组件中的回热器内横截面上的能量流动均匀、温度分布均匀，从而大幅提高热声发动机及热声热泵系统的工作效率。该热声发动机利用压缩机向热声驱动机组内输送压力波，以在热声驱动机组内形成声波能量，并将声波能量逐级放大后转化为电能，从而实现高效回收并转化低品位热能，实现能源的回收利用。该热声热泵系统通过将热声发动机与热声热泵对应耦合连接，使得该系统既能有效利用低品位热量，实现高效的制冷或供热功能。

摘要： 一种热声成像方法包括向受试者施用热声成像造影剂，该热声成像造影剂具有比血液高并且与已知的计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)造影剂的粘度基本上类似的粘度；以及用热声成像系统对受试者成像。热声成像造影剂可以包括离子溶液和增稠剂的混合物，以及任选的加热剂。离子盐占离子溶液的按重量计0.5％至5.0％，并且离子溶液的剩余部分是水。增稠剂占混合物的按重量计3％至50％。

摘要： 热声隔离系统、模块及包括该热声隔离系统和模块的飞机。一种用于飞机的热声隔离模块，该热声隔离模块包括纤维毛层，该纤维毛层限定了外侧、内侧、在该外侧和该内侧之间的厚度，以及外周。该热声隔离模块还包括质量层，该质量层至少设置在纤维毛层的外侧上、纤维毛层的内侧上，或纤维毛层的外侧和内侧之间。外封装片材从外部设置在纤维毛层的外侧。类似地，内封装片材从内部设置在纤维毛层的内侧。外周接缝在与纤维毛层的外周相邻的地方将外封装片材连接到内封装片材，从而产生包封纤维毛层的封套。

摘要： 本发明属于声疲劳试验领域，具体涉及一种用于多场耦合试验测量系统的热声防护装置及热声防护方法。本发明提供一种用于多场耦合试验测量系统的热声防护装置，能够降低或消除强噪声、强振动、高温环境对测量系统造成的干扰，确保多场环境下测量设备的安全及正常工作。

摘要： 本发明公开了一种高真空绝热的可视化热声核元件，所述热声核元件(4)为气体工质在内部流通的长方体；在内部从左至右设置热端换热器(10)、平行型板叠(6)和冷端换热器(9)；所述热端换热器(10)、平行型板叠(6)和冷端换热器(9)的平板之间为气道空间(7)，示踪粒子(5)充满气道空间(7)中；所述热声核元件(4)的上端盖为透明视窗口，窗口内安装硫化锌晶体(18)，所述热声核元件(4)的下端盖为透明视窗口，窗口内安装石英玻璃(17)；所述热声核元件(4)的外部设置绝热罩(27)，所述绝热罩(27)的上端盖为透明视窗口，窗口内安装硫化锌晶体(18)，所述绝热罩(27)的下端盖为透明视窗口，窗口内安装石英玻璃(17)。

摘要： 用于飞行器的热声隔离模块、以及用这种模块对飞行器部分进行隔离的热声隔离方法。为了便于对飞行器部分的热声隔离，一种用于飞行器的热声隔离模块(154)包括铺垫物(50)和承载结构(140)，所述承载结构被可解除附接地附接在所述铺垫物并且将所述铺垫物支持为弯曲形状，曲率轴线(130)平行于所述铺垫物的纵向方向(X)。一种用于对飞行器部分(245)进行隔离的热声隔离方法包括：将所述热声隔离模块(154)插入所述飞行器部分(245)中的步骤；接着是将所述铺垫物(50)与所述承载结构(140)解除附接的步骤；接着是将所述铺垫物(50)附接至界定所述飞行器部分(245)的飞行器结构(240)的步骤；接着是将所述承载结构(140)从所述飞行器部分(245)移除的步骤。由此改进了将热声隔离系统到飞行器中的结合。