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
赵月晶
,
戴巍
,
王晓涛
,
陈燕燕
,
罗二仓
工程热物理学报
为了研究液氦温区脉冲管制冷机的性能,本文对脉冲管制冷机中4K回热器进行了数值模拟分析,建立了包括压缩腔、高温换热器、回热器、低温换热器和膨胀腔等五个区域的数理模型,同时考虑了4He的非理想性以及钬铜体积热容随温度变化的影响;对4K回热器的传热与交变流动过程进行了数值模拟,并分析了回热器中总能流、声功流、体积流率分布、相位的分布和温度分布.计算结果显示,系统在运行频率5 Hz,压缩腔入口压比1.37,输入声功8.14 W的情况下,理论预测在4.2 K时制冷量为0.27 W,考虑膨胀活塞回收的声功后相对卡诺效率为20.6％.
关键词:
液氦温区
,
脉冲管制冷机
,
氦气非理想性
,
数值模拟
杨卓
,
陈燕燕
,
吴张华
,
罗二仓
工程热物理学报
为了克服常规热泵在低温下压比过大和效率降低的问题,提出了一种全新的低环温电驱动双作用行波热声热泵.对该新型热泵使用的多种回热器填充物进行了模拟优化计算,计算结果表明丝径小的回热器获得的系统最佳效率较高,但是丝径越小,获得最佳效率所对应的回热器孔隙率也越大,减小丝径能有效提升泵热量.计算结果为合理选择电驱动双作用行波热泵的回热器填充物提供了指导.
关键词:
双作用
,
低温热泵
,
热声
,
回热器
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
陈燕燕
,
张宇坤
,
戴巍
,
罗二仓
工程热物理学报
从突变截面流道内流体满足的方程组出发，给出交变流动中突变截面阻力系数的定义以及考察方法，采用量纲分析法获得影响局部阻力特性的四个无量纲影响参数：动态雷诺数与幅值雷诺数之比、幅值雷诺数、变截面面积比、声场压力、速度相位差。通过PW（粒子成像测速仪）测量，分析了流场结构特征，并与CFD计算结果对比，验证了CFD计算结果的可靠性，进而利用CFD模拟考察了四个无量纲参数对阻力特性的影响规律。
关键词:
交变流动
,
突变截面
,
局部损失
,
PIV测量
,
CFD模拟
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
