负载阻抗对热声发动机性能影响分析

为了探索负载的阻抗特性对热声发动机性能的影响，利用线性热声理论，对驻波型热声发动机驱动阻容负载进行了数值模拟.根据模拟计算结果，分析讨论了阻容负载的阻抗对热声发动机的压力振幅、压比、速度振幅、板叠热端温度以及传递给负载的声功率等性能的影响.在模拟计算的基础上，进行了热声驱动阻容负载的初步实验.计算和实验结果表明，当负载的声阻与容抗相等时，热声发动机向阻容负载传递的声功率最大，此时，负载入口处的压力振幅和压比最小，板叠热端温度最高；阻容负载容抗越小，对应的声功率和板叠热端温度的峰值越大，而压力振幅和压比的谷值越小.     

Gedeon声直流对四级行波热声发动机性能的影响

为了研究Gedeon声直流对具有环路结构的四级行波热声发动机热效率的影响,基于热声学理论,在给定加热功率以及热声核入口参数的条件下,对不同Gedeon声直流下热声发动机内热声核进行模拟,探究Gedeon声直流对热声核的声场分布包括温度分布、体积流速振幅分布、压力振幅分布、压力与速度相位差分布、声功率分布以及总能流率分布的影响,针对Gedeon声直流对回热器以及热缓冲管内温度梯度的影响机制进行分析.结果表明,Gedeon声直流携带的能流是影响温度梯度的关键因素,给出Gedeon声直流对四级行波热声发动机热效率影响的定量评估.     

基于热声网络理论的驻波热声发动机起振模拟

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.     

井口声发射井筒液气浸检测-时延估计方法

基于高阶统计,提出了井口声发射井筒液气侵检测中的接收和发射声信号之同时延估计的非参数化和参数化方法。通过分析声信号在井筒液中的传播过程。井口声发射井筒液气侵检测中的接收噪声,可近似模型化为空间相关的高斯色口声。由于四阶累积量对任意高斯噪 废止性,因此,较常规互相关估计方法,这些方法可以进一步提高检测概率。计算机模拟结果证实了产有效性。     

变径管对双级行波热声发动机的性能影响研究

在双级行波热声发动机的谐振管中加入变径管,并利用deltaEC(Design Environment for Low-amplitudeThermoAcoustic Energy Conversion)对其进行数值模拟分析,探究变径管在2个热声热机单元中无负载及外接负载时,对换热器间温差和回热器声功输出性能的影响.通过...     

制冷剂工质裸板太阳能集热器热性能模拟

为了对裸板太阳能集热器进行热性能分析及优化设计,建立其分布参数均相流动数学模型.该模型基于直膨式太阳能热泵热水系统,利用换热管内、外换热方程和热平衡方程,对过热区和两相区按焓差均分进行划分,采用二分法以换热管长为迭代判据进行求解.通过理论计算分析集热管内制冷剂状态变化和结构参数、运行参数、环境参数对集热器集热效率的影响.模拟结果表明:两相区制冷剂干度变化近似为线性;室外环境温度升高和集热板厚度增大可显著提高集热器集热效率;太阳辐射强度、水箱水温和集热管间距增大使集热效率降低;增加集热管内径对提高集热效率作用不大.     

变负载法研究热声发动机的声功输出特性

为提高热声发动机的驱动能力并为有效负载的设计提供参考，对一台行波热声发动机的声功输出特性进行了研究.应用变负载法，对该热声发动机的声功输出进行了精确测量.分析得到声功输出与热声发动机压比、加热功率和加热温度之间的相互影响关系.通过改变阀门开度和气库容积大小，分析了负载的阻力和空体积对声功输出和系统热效率的影响.结果表明，在输入功率为2.3 kW，充气压力为2.6 MPa，工作频率为51 Hz时，该热声发动机获得了122 W的最大声功输出.为设计与热声发动机系统具有良好匹配的热声制冷机及其他有效负载奠定了基础.     

驻波热声发动机振荡频率转换特性

为了研究驻波热声发动机的起振特性和频率转换特性,理解频率模态转换发生的条件,根据热声网络理论,对不同充气压力下驻波热声发动机的基频和二阶频率下的阈值温度进行预测.计算在不同充气压力和加热温度下驻波热声发动机的品质因子,分析在不同条件下的起振状态和频率转换特性,并在自行设计的驻波热声发动机实验台上测量起振温度和频率转换条件,将测量结果与计算结果进行对比验证.计算的起振频率和频率转换特性随充气压力的变化趋势与实验结果符合较好.     

声发射检测气液两相段塞流特性

采用声发射技术对水平管内气液两相段塞流声信号进行非侵入式、实时检测。通过设定时间窗和长气泡定义时间计算声发射信号参数,分析段塞单元声信号特点,利用双通道声发射传感器,根据同一液塞到达前后两个传感器的时间差来计算段塞速度,测试结果与双平行电导探针、Nicklin经验公式对比。结果表明,段塞单元信号特征明显,液塞头部、液塞体和长气泡声信号依次减弱,长气泡区信号低于阈值。声发射技术可以检测液塞速度,具有油田现场工程应用价值。     

高速动压密封的气液两相性能对比分析和试验

为明确气相介质和液相介质分别对高速流体动压密封性能的影响,进行两种相态的密封性能对比分析与试验研究.分别建立动压密封端面流体域的气相和液相数值分析模型,分析转速、压差、槽深、槽数、槽坝比等操作参数和端面结构参数对动压密封气相和液相的泄漏量、开启力等性能的影响.自主研制动压密封试验装置,进行变转速、变压差和密封端面磨损试验,得出了转速、压差等操作参数对密封气相泄漏率、液相泄漏率和端面磨损率的影响.数值模拟和试验研究结果表明:相同的转速和压力时,液相密封开启力和泄漏量都比气相密封更大;不同结构参数下,气相和液相密封开启力均有极大值,气相密封和液相密封开启力达到极大值的最优结构参数有所不同,液相密封的最优槽坝比、最优槽数较气相密封小,液相密封开启转速较气相密封低,说明液相动压密封比气相动压密封更容易开启;低速时密封端面磨损较严重,高速时密封端面几乎无磨损,动压密封更适合在高速工况下运行.     

Taconis热声振荡的数值模拟

针对Taconis振荡对低温液体测量造成严重干扰并且极大增强低温储液的漏热问题,基于计算流体动力学（CFD）模拟方法,对氦气为介质的单端开口细长管内发生的Taconis振荡进行研究,低温端和常温端的温度分别为8和300 K.通过数值模拟,获得包括热流密度、声流分布等在内的热声参数和完整的Taconis热声起振过程,通过对管壁和气体介质之间的热量传递过程和时均热流密度以及管内声功分布进行分析,定量揭示Taconis振荡的发生机理.模拟结果表明,在线性热声理论中可以忽略的径向速度在Taconis振荡中不能被忽略,根据模拟结果将Taconis管边界层划分为发声区和耗散区2个区域,其中发声区为热声转换区域,耗散区以泵热损失和黏性耗散为主.     

斯特林型热声发动机驱动直线发电机的工作特性

为探索发电机负载与热声发动机之间的耦合规律,开展发电机负载和声学传输管对斯特林型热声发动机工作特性影响的理论与实验研究.自行搭建一套斯特林型热声发动机驱动单直线发电机的实验系统,通过控制发动机与发电机间球阀的开关考察发动机在有无负载情况下的工作特性,通过改变声学传输管长度考察声学传输部件对发动机输出特性的影响.研究表明,发电机负载使系统起消振温度提高,而接入发电机负载前后系统工作频率基本不变;通过优化声学传输部件可有效改善发动机的输出特性,提高发动机的输出压力振幅和发电机输出电功;计算结果表明,改善频率匹配可大幅提高热声发动机驱动发电机系统的性能.     

热声系统振荡流换热器的特性

利用波动理论建立双向时滞模型,以研究圆孔结构和平板结构换热器微通道中温度波的振荡特性.结果表明,温度波的振幅随着无因次时间准数ωτ值的增大而减小;在流道中心,其振幅随着δrαh的增大均有一个先增大后减小的过程,并且平板结构换热器的性能要优于圆孔结构换热器;为了提高换热器的换热性能,圆孔结构一般设计1相似文献   

热声网络理论及其在热声热机工程中的应用

介绍了热声网络的基本理论,论述了热声热机工程中网络模型的研究方法,指出了热声网络理论的发展方向.     

热声网络理论及其在热声热机工程中的应用

介绍了热声网络的基本理论，论述了热声热机工程中网络模型的研究方法，指出了热声网络理论的发展方向。     

热声发动机驱动的脉管制冷机模拟及实验研究

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45K.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65K的最低制冷温度.