气液相变热声发动机声电类比分析与实验研究

发布时间：2017-08-03 05:05

  本文关键词：气液相变热声发动机声电类比分析与实验研究

  更多相关文章： 热声发动机 气液相变 声电类比 闭式系统 低品位热能利用

【摘要】：热声发动机是一种可将热能转换为机械能的无运动部件热机。现有热声热机通常都采用单相(气体或者液体)工质,相关研究已经取得了很大的进展,能实现较高的效率,显示出很大的应用潜力。然而,单相热声发动机由于其自身特性而存在低品位能源适应性不足、能量密度较低进而导致体积庞大等问题。针对这些问题,本文研究拟通过在热声转换中引入气液相变过程来改善热声热机性能,利用气液相变的物性变化特征以提高低品位热源在热声热机中的适用性,强化热声转换,进而提高系统内的能量密度。本文从理论分析和实验研究两个方面出发,主要开展如下研究工作：1.改进现有的气液相变热声发动机系统在前期开展的开式气液相变热声发动机系统研究工作的基础上,采用气库结构连接于负载管段的末端,构建成封闭的气液相变热声发动机系统,以期实现高工作压力运行,进而强化声振荡,提高系统能量密度的目的。2.闭式气液相变热声发动机声电类比分析针对闭式气液相变热声发动机系统的结构形式,构建了声电类比模型并进行了相应的模拟计算,重点研究负载液柱、反馈管、动力活塞、绝热管的长度和直径以及气库容积等结构参数以及不同的运行工质对系统的谐振频率、起振温度等核心性能参数的影响情况。3.闭式气液相变热声发动机实验研究在模拟分析的基础上,设计并搭建了一台闭式气液相变热声发动机实验装置,并开展实验研究工作。主要考察负载的液柱长度、换热器间距、气库容积和加热功率等结构参数和运行参数,以及不同工质对气液相变热声发动机的谐振频率、起振温度、压比和压力振幅等性能参数的影响。
【关键词】：热声发动机 气液相变 声电类比 闭式系统 低品位热能利用
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK401
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 符号表10-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.2 热声热机的研究进展12-20
• 1.2.1 热声现象的发现12-13
• 1.2.2 单相热声发动机研究进展13-16
• 1.2.3 两相热声发动机研究进展16-20
• 1.3 本文的主要工作20-21
• 第2章 闭式气液相变热声发动机声电类比分析21-37
• 2.1 开式气液相变热声发动机系统及声电类比模型21-24
• 2.1.1 开式气液相变热声发动机系统21-22
• 2.1.2 线性温度模型22-23
• 2.1.3 开式气液相变热声发动机系统声电类比模型23-24
• 2.2 闭式气液相变热声发动机系统及声电类比模型24-27
• 2.2.1 闭式气液相变热声发动机系统24-25
• 2.2.2 闭式气液相变热声发动机系统声电类比模型25-27
• 2.3 气液相变热声发动机的性能模拟与计算结果分析27-35
• 2.3.1 负载液柱结构参数对系统性能影响的模拟分析28-29
• 2.3.2 气库容积对系统性能影响的模拟分析29-30
• 2.3.3 动力活塞结构参数对系统性能影响的模拟分析30-31
• 2.3.4 绝热管结构参数对系统性能影响的模拟分析31-32
• 2.3.5 反馈管结构参数对系统性能影响的模拟分析32-34
• 2.3.6 工质对系统性能影响的模拟分析34-35
• 2.4 闭式系统与开式系统计算结果的对比35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第3章 闭式气液相变热声发动机实验研究37-55
• 3.1 实验装置介绍37-40
• 3.1.1 实验系统介绍37-39
• 3.1.2 测量与控制装置39-40
• 3.1.3 实验操作过程40
• 3.2 初始液位对系统性能的影响40-44
• 3.3 换热器间距对系统性能的影响44-46
• 3.4 气库容积对系统性能的影响46-49
• 3.5 加热功率对系统性能的影响49-50
• 3.6 工质对系统性能的影响50-52
• 3.7 闭式系统与开式系统的对比52-54
• 3.8 本章小结54-55
• 第4章 全文总结与展望55-57
• 4.1 全文总结55-56
• 4.2 前景与展望56-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间主要研究成果61-62
• 致谢62

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘海东,罗二仓,梁惊涛,周远;行波型热声发动机的试验研究[J];低温工程;2000年03期

2 孙力勇,罗二仓,梁惊涛,周远;行波型热声发动机的试验研究[J];低温工程;2001年03期

3 邱利民,孙大明,张武,陈国邦,甘智华,严伟林;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[J];低温工程;2003年02期

4 邱利民,张武,孙大明,甘智华,陈国邦,严伟林,欧阳录春,段yN;大型多功能热声发动机的研制及初步实验 第二部分:热声发动机的初步实验[J];低温工程;2003年03期

5 刘旭,陈宇,张晓青;热声发动机的格子气模拟[J];计算物理;2004年06期

6 孙大明,邱利民,陈国邦,严伟林,陈萍,谭永翔,赵亮;以氦气为工质的行波热声发动机研究[J];太阳能学报;2004年06期

7 陈萍,邱利民,孙大明,严伟林;热声发动机压力特性研究[J];低温工程;2005年03期

8 罗二仓,胡剑英,戴巍,陈燕燕;一种大幅度提高热声发动机压比的“声学泵”[J];科学通报;2005年17期

9 谭永翔;邱利民;孙大明;郑金鹏;;斯特林热声发动机的直流研究[J];低温工程;2006年03期

10 孙大明;邱利民;陈萍;严伟林;;变负载法研究热声发动机的声功输出特性[J];浙江大学学报(工学版);2006年06期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 陈智启;方伟;陈宇;;热声发动机的格子气模拟[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年

2 李艳锋;邱利民;赖碧，

本文编号：612720