余国瑶
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朱尚龙
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戴巍
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罗二仓
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王晓涛
工程热物理学报
优化设计并研制了一小冷量液氮温区高频热驱动脉冲管制冷机,系统轴向长度仅为1.2 m.针对之前系统热效率较低问题,在数值计算的指导下,对高频驻波热声发动机的板叠流道尺寸和热腔进行了优化,并对声压放大器进行了调整.采用4.0 MPa氦气为工质,在发动机端加入750 W加热量获得了68.3 K的最低制冷温度,这是目前国际上报道的高频热驱动脉冲管制冷机的最低制冷温度.加入500 W加热量时,制冷机获得了76.9 K的无负荷最低制冷温度,在80 K时有0.2 W的制冷量.
关键词:
高频
,
驻波热声发动机
,
脉冲管制冷机
,
制冷量
余国瑶
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罗二仓
,
戴巍
,
胡剑英
,
吴张华
工程热物理学报
采用计算流体动力学(CFD)方法,对高频驻波热声发动机和热声斯特林发动机实验系统分别进行了二维和三维数值模拟.计算模型具有与实验系统相同的几何结构、尺寸和运行工况.对计算模型的有效性进行了研究,表明实现有限换热条件的板叠实物模型适合驻波热声发动机的模拟,而实现局域热平衡的多孔介质模型适合热声斯特林发动机的模拟.计算结果成功观测到了非线性的自激振荡演化过程,捕捉到了两种发动机的不同非线性现象.计算结果分别给出了两种热声发动机内部的声场分布特性和复杂流场.计算结果与实验结果的对比验证了CFD方法对高频驻波热声发动机和热声斯特林发动机模拟的有效性.
关键词:
驻波热声发动机
,
热声斯特林发动机
,
计算流体动力学
