罗二仓
,
戴巍
,
胡剑英
,
吴张华
,
黄云
,
张泳
,
周远
,
朱文秀
工程热物理学报
热声发动机驱动的脉管制冷机是一种完全无运动部件的低温制冷机,具有非常好的应用前景,本文介绍了本实验室在这方面取得的最新进展.首先我们对驻波热声发动机进行了改进设计,提高了其驱动压比,用氦气作为工质最大压比达到了1.15.在此基础上我们用其驱动同轴双向进气小孔型脉管制冷机,通过调整热声发动机的振荡频率,使之与脉管达到匹配,最终达到了84.3 K的最低制冷温度,这也是目前用驻波热声发动机驱动脉管所达到的最低制冷温度.同时,在此实验过程中,一些抑制跳频的方法也得到了实验验证.
关键词:
驻波
,
热声发动机
,
脉管制冷机
黄云
,
罗二仓
,
戴巍
,
张泳
,
吴张华
,
胡剑英
,
吴剑峰
工程热物理学报
本文报道了热声驱动的室温行波热声制冷机的实验研究.以氦气为工质研究了平均充气压力、工作频率等参数对制冷性能的影响.实验达到的最好结果为:最低温度为-47℃,在-20℃的制冷量为80 W,按输入制冷机的P-V功计算,相应的制冷系数COP达到1.6左右.
关键词:
热声驱动
,
行波热声制冷机
,
室温制冷
王晓涛
,
胡剑英
,
戴巍
,
罗二仓
,
周远
,
黄宇
,
任嘉
工程热物理学报
本文介绍了由线性压缩机驱动直线型脉冲管制冷机的最新研究结果.根据压缩机参数,依靠线性热声计算程序,优化出10 W级直线型脉冲管制冷机,并使得制冷机入口阻抗能够与压缩机匹配.实验结果表明,由于制冷机与压缩机之间耦合较好,压缩机在达到较好的声电效率的同时,制冷机也拥有较高的相对卡诺效率.其中最好的结果为在输入电功为127 W、制冷温度为77 K的情况下获得了9.4 W的制冷量,整机相对卡诺效率达到了19.8%.文中给出了不同压力、不同调相机构下的压缩机及制冷机特性并对结果进行了分析.
关键词:
线性压缩机
,
脉冲管制冷机
,
阻抗匹配
胡剑英
,
陈燕燕
,
罗二仓
,
戴巍
,
于波
工程热物理学报
热声压力波放大器是一种利用声学特性将压力波幅值进行放大的一种装置,它主要用来连接热声发动机和其驱动的制冷机,增大制冷机的驱动压比.由于声学压力波放大器内的压力幅值通常较大,流动速度也非常大,所以用线性热声理论难以对其进行准确的计算.本文通过对线性热声理论进行修正,获得了热声压力波放大器内湍流流动的修正方法,并对该修正方法进行了实验验证.研究结果表明,通过修正后的理论模型可以对热声压力波放大器进行较为准确的计算.该计算模型预计在其它的一些交变流动系统中也具有一定的适用性.
关键词:
热声
,
压力波放大器
,
湍流模型
高波
,
罗二仓
,
陈燕燕
,
戴巍
,
吴张华
,
胡剑英
工程热物理学报
交变流动系统中的传统换热器由于受到长度、换热面积和其它因素的限制,往往难以进一步强化换热,在大功率系统中应用受到限制.本文提出了一种压力波驱动的非共振直流型换热器,该换热器利用一对单向阀片把交变流动热力系统中工作气体的流动转化为单向直流.与传统的换热器比较,这种新型的换热器在简化设计和制造工艺的同时又增强了换热能力.本文对该换热器的工作原理进行了介绍,并设计建立了非共振直流型换热器实验台,对该换热器在不同工况下的换热性能进行了测试.实验验证了该换热器在实际应用中的可行性.
关键词:
交变流动
,
单向阀
,
非共振直流型换热器
张祥镇
,
胡剑英
,
崔浩
,
童欢
,
罗二仓
工程热物理学报
设计了一台U型脉冲管制冷机,并对直线连接管和U型连接管两种不同的冷头连接管进行了实验研究.对冷头连接管与脉管之间的各种导流结构进行比较,找到了最佳的导流方式,并在此基础之上,研究了连接管管径对制冷机制冷性能的影响.结果表明,存在一个连接管最佳直径使得U型脉管制冷机获得最高的制冷效率;U型连接管相比较直线连接管会引起弯管损失,当输入声功越大时,损失越大;本实验中,最佳的U型脉管制冷机性能相对直线型脉管制冷机情况下降了18％.
关键词:
冷头连接管
,
U型脉管制冷机
,
导流结构
吴张华
,
罗二仓
,
戴巍
,
胡剑英
工程热物理学报
本文设计了一台用以驱动热声制冷机的永磁长动圈式无阀型线性压缩机.文章从基本的方程出发给出了线性压缩机设计的思路.在数值计算方面细致地考察了线性压缩机各参数,如动质量、弹簧刚度、频率响应以及声学负载等参数的影响,为实际模型的设计提供了参考.
关键词:
线性压缩机
,
热声制冷机
,
设计
崔浩
,
胡剑英
,
张祥镇
,
罗二仓
,
童欢
工程热物理学报
本文对一台设计目标为液氮温区千瓦级冷量的脉管制冷机展开了实验研究.在回热器中填充纯不锈钢丝网时,观测到了巨大的温度不均匀现象,当入口压比为1.25时回热器中部最大温差高达163.3 K,并且回热器中的温度场难以发展稳定.在向回热器中填充了一定数量的紫铜丝网后,回热器内的温度不均匀现象得到了有效的抑制,制冷机的制冷量也有了明显的提升.最后通过对充气压力和工作频率的优化,在入口声功9.08 kW、制冷温度77 K时获得了647W的制冷量.
关键词:
大冷量
,
脉管制冷机
,
回热器
,
温度不均匀
,
紫铜丝网
戴巍
,
罗二仓
,
胡剑英
,
张泳
,
吴张华
,
黄云
工程热物理学报
压比是热声发动机性能的一个重要衡量参数.驻波发动机由于自身热力过程的不可逆性,使得目前所能获得的压比通常都比较低.笔者认为除了发动机各部件的尺寸参数之外,换热器的换热性能也是影响发动机压比的一个重要参数.因此本文对驻波热声发动机的换热器进行了改进设计,增强了加热器与工作介质的换热效果,系统的工作压比有了较大的提高.采用氦气、氮气和二氧化碳作为工质,其压比分别达到了1.15、1.22和1.215.
关键词:
驻波发动机
,
换热器
,
板叠
戴巍
,
罗二仓
,
余国瑶
,
胡剑英
,
张泳
工程热物理学报
双行波热声制冷机因为其内禀的高效率、热驱动及无运动部件的优点,非常有潜力成为常规制冷方式的一种替代技术.为了详细地研究它的工作特点,我们发展了一套较完整的热声模拟程序,可以准确地预测系统工作频率,在一定的误差范围内给出系统的热力性能,并对系统起振的难易程度进行有效的判断.借助于此套程序,我们对行波发动机驱动的行波制冷机进行了数值模拟,主要是对它们之间两种不同的耦合方式(旁通耦合和末端耦合)进行了对比,初步实验结果显示了程序的有效性.
关键词:
行波
,
热声发动机
,
热声制冷机
,
耦合
