熱聲熱機(jī)換熱器的特性研究.pdf

1、熱聲熱機(jī)是一種新的能量轉(zhuǎn)換裝置,它工作于熱聲效應(yīng)機(jī)理,并因其無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)污染、可靠性高、能利用低品位能源等優(yōu)點(diǎn)而受到了許多研究者的重視。
　　熱聲熱機(jī)主要部件有加熱器、冷卻器、回?zé)崞骷爸C振管,其中加熱器和冷卻器的作用是使回?zé)崞鞯膬啥诵纬蓽囟忍荻?以維持熱聲效應(yīng)。這兩個(gè)部件一直都是熱聲學(xué)研究的難點(diǎn)與重點(diǎn)。目前很少有關(guān)于熱聲換熱器振蕩換熱研究的理論分析和數(shù)值解,而在換熱器的實(shí)際設(shè)計(jì)中大部分是依據(jù)定常流的關(guān)聯(lián)式計(jì)算,這對(duì)振蕩

2、流的換熱其實(shí)并不適用。本文在系統(tǒng)全面的了解前人研究成果的基礎(chǔ)上繼續(xù)對(duì)熱聲換熱器進(jìn)行了相關(guān)研究。本文的主要工作有如下幾個(gè)方面:
　　利用波動(dòng)理論建立雙向時(shí)滯模型,研究圓孔結(jié)構(gòu)和平板結(jié)構(gòu)換熱器微通道中橫向溫度波的振蕩特性,并比較兩種結(jié)構(gòu)換熱器的換熱量。結(jié)果表明:邊界條件和熱滲透深度對(duì)橫向溫度波的影響很大,為了提高換熱器的性能,一般設(shè)計(jì)圓孔結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)1

3、要高于圓孔結(jié)構(gòu)換熱器,且換熱器內(nèi)固體壁面部分厚度越小越好。
　　根據(jù)低壓比、小振幅振蕩的線(xiàn)性近似條件下的速度和溫度分布以及熱力學(xué)第一定律推導(dǎo)了熱聲熱機(jī)換熱器的兩種熵產(chǎn)表達(dá)式;基于火積耗散理論推導(dǎo)出熱聲熱機(jī)振蕩流換熱器的火積耗散數(shù),從理論分析和數(shù)值模擬來(lái)探討振蕩流換熱器的相關(guān)特性與火積耗散數(shù)的關(guān)系。研究表明:換熱器的幾何結(jié)構(gòu)、運(yùn)行工況以及特性參數(shù)等對(duì)換熱器熵產(chǎn)和火積耗散數(shù)有很大的影響;應(yīng)設(shè)計(jì)換熱器的NTU>,且逆流的1熵產(chǎn)率要小于順