中高温太阳能热声装置换热器模拟和优化
发布时间：2020-12-10 10:21
热声热机因具有结构简单、无运动部件、使用寿命长、可靠性高,采用无污染工质等优点,现己经成为能源动力领域的研究热点。在热声发动机系统中,回热器的振荡换热是沿流体通道的轴向,而加热器振荡换热主要是沿流体通道径向。目前关于加热器径向振荡换热研究的分析和数值解法还很少,在实际的加热器工程设计中大多参照定常流的关联式计算,这其实对振荡流体换热并不适用。所以本文针对加热器几何结构和工作运行条件对加热器效率的影响进行了初步研究。本文从基本动量方程,传热方程出发,考虑热声工质的粘性,建立了通用的热声装置加热器孔道内径向振荡流传热物理模型,并将其无量纲化。在数值计算中,本文采用径向基函数神经网络逼近的方法求解传热方程中的温度,得出了等壁温孔道内流体在正弦压力作用下的径向振荡温度分布,并得出在整个模拟区域任何位置,温度都随时间作周期性波动。本文使用数值积分中的梯形公式计算出无量纲积分量Q和无量纲孔径r0 ,opt的关系,Q表示换热器几何结构对单位体积周期平均换热量的影响。由此只要选定工质,加热器长度L,压力振幅△Pmax和振荡频率f,就能确定此条件下换热最优孔径的大小,从而使整个加热器的换热效率得到优化。...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
sondhauss管另一种较早的热声装置Sondhauss管[2]
端换热器则为系统提供必需的温度器结构类似于通常的换热器，通过个换热器之间的热声板叠，则由高叠有平板型、多孔材料型、细管型中针束型板叠的效率最高，平板型际应用。平板型板叠制作方便，具为便于安装和制作，通常把平板板丝网型和多孔介质型热声板叠也得瓷等。板叠形式的选取要综合热声中是必不可少的。在板叠中产生的，使得振幅增大，从而形成压力波管的长度是决定振动频率的最为主率。声设计中的另一个重要参数，其值
Backhaus 和 Swift 设计制作了一台新型行波型热声发动机(或称热声斯特林发动机)。图1.6 行波型热声发动机[35]这是 Ceperley 的设想和现代热声理论结合的成果。实验结果表明,新型行波型热声发动机的热效率(系统向谐振管输出的声功与系统吸收的热量之比)可达 0.30,其相对卡诺循环效率高达 42%,这比以往的热声发动机效率要高出 50%以上。§1.3.5 行波和驻波混合型热声热机实际热声热机中的声波既不是纯粹的行波，也不是纯粹的驻波，而是这两种波形的结合。无论是驻波热机还是行波热机。都能实现热流到功流的能量转换，它们是分别通过可逆和不可逆过程来实现的。对于行波热机来说，板叠中的孔隙尺寸非常小，只有在粘度为零的情况下才能实现理想的 Stirling 循环。随着板叠孔隙尺寸的减小，气体流过板叠时的摩擦损失显著加大，粘性耗散损失会抑制行波振荡，使行波热机无法达到其潜在的效率。结果，只好适当增大板叠空隙尺寸，引入少量驻波。在行波中引入少量驻波，可以改善板叠中的临界平衡时间，调节行波热机在换热过程中不可避免的热滞后
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维管道内交变流动的格子-Boltzmann方法模拟研究[J]. 王勇,何雅玲,唐桂华,陶文铨. 西安交通大学学报. 2006(01)
[2]太阳能热发电技术[J]. 李斌,李安定. 电力设备. 2004(04)
[3]基于RBF神经网络的热工过程在线自适应建模算法研究[J]. 杨戈,吕剑虹,刘志远. 中国电机工程学报. 2004(01)
[4]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]. 邱利民,孙大明,张武,陈国邦,甘智华,严伟林. 低温工程. 2003(02)
[5]热声热机和斯特林热机振荡现象的网络描述[J]. 刘益才,郭方中. 低温与超导. 2003(01)
[6]新型RBF神经网络及在热工过程建模中的应用[J]. 刘志远,吕剑虹,陈来九. 中国电机工程学报. 2002(09)
[7]可用于热声发动机的加热方式[J]. 孙大明,邱利民,张武. 低温与超导. 2002(02)
[8]热声热机及其应用[J]. 董凯军,罗运文. 热能动力工程. 2000(02)
[9]热声学的基本理论和非线性 Ⅱ.热声管中的非线性声波[J]. 马大猷. 声学学报. 1999(05)
[10]热声理论的研究及其发展[J]. 金滔,陈国邦,应哲强. 低温与超导. 1999(03)
博士论文
[1]热声驱动器及其驱动的脉管制冷研究[D]. 金滔.浙江大学 2001
本文编号：2908534
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
sondhauss管另一种较早的热声装置Sondhauss管[2]
端换热器则为系统提供必需的温度器结构类似于通常的换热器，通过个换热器之间的热声板叠，则由高叠有平板型、多孔材料型、细管型中针束型板叠的效率最高，平板型际应用。平板型板叠制作方便，具为便于安装和制作，通常把平板板丝网型和多孔介质型热声板叠也得瓷等。板叠形式的选取要综合热声中是必不可少的。在板叠中产生的，使得振幅增大，从而形成压力波管的长度是决定振动频率的最为主率。声设计中的另一个重要参数，其值
Backhaus 和 Swift 设计制作了一台新型行波型热声发动机(或称热声斯特林发动机)。图1.6 行波型热声发动机[35]这是 Ceperley 的设想和现代热声理论结合的成果。实验结果表明,新型行波型热声发动机的热效率(系统向谐振管输出的声功与系统吸收的热量之比)可达 0.30,其相对卡诺循环效率高达 42%,这比以往的热声发动机效率要高出 50%以上。§1.3.5 行波和驻波混合型热声热机实际热声热机中的声波既不是纯粹的行波，也不是纯粹的驻波，而是这两种波形的结合。无论是驻波热机还是行波热机。都能实现热流到功流的能量转换，它们是分别通过可逆和不可逆过程来实现的。对于行波热机来说，板叠中的孔隙尺寸非常小，只有在粘度为零的情况下才能实现理想的 Stirling 循环。随着板叠孔隙尺寸的减小，气体流过板叠时的摩擦损失显著加大，粘性耗散损失会抑制行波振荡，使行波热机无法达到其潜在的效率。结果，只好适当增大板叠空隙尺寸，引入少量驻波。在行波中引入少量驻波，可以改善板叠中的临界平衡时间，调节行波热机在换热过程中不可避免的热滞后
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维管道内交变流动的格子-Boltzmann方法模拟研究[J]. 王勇,何雅玲,唐桂华,陶文铨. 西安交通大学学报. 2006(01)
[2]太阳能热发电技术[J]. 李斌,李安定. 电力设备. 2004(04)
[3]基于RBF神经网络的热工过程在线自适应建模算法研究[J]. 杨戈,吕剑虹,刘志远. 中国电机工程学报. 2004(01)
[4]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]. 邱利民,孙大明,张武,陈国邦,甘智华,严伟林. 低温工程. 2003(02)
[5]热声热机和斯特林热机振荡现象的网络描述[J]. 刘益才,郭方中. 低温与超导. 2003(01)
[6]新型RBF神经网络及在热工过程建模中的应用[J]. 刘志远,吕剑虹,陈来九. 中国电机工程学报. 2002(09)
[7]可用于热声发动机的加热方式[J]. 孙大明,邱利民,张武. 低温与超导. 2002(02)
[8]热声热机及其应用[J]. 董凯军,罗运文. 热能动力工程. 2000(02)
[9]热声学的基本理论和非线性 Ⅱ.热声管中的非线性声波[J]. 马大猷. 声学学报. 1999(05)
[10]热声理论的研究及其发展[J]. 金滔,陈国邦,应哲强. 低温与超导. 1999(03)
博士论文
[1]热声驱动器及其驱动的脉管制冷研究[D]. 金滔.浙江大学 2001
本文编号：2908534
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/2908534.html
