《熱聲過程的行駐波機理分析及實驗研究》是依託中國科學院理化技術研究所，由周剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：熱聲過程的行駐波機理分析及實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周剛
- 依託單位：中國科學院理化技術研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
熱聲熱機利用熱聲效應可以直接實現熱能和聲能之間的相互轉換，是一種完全沒有運動部件的新型熱機，具有廣泛的套用前景。基於行波或駐波機制的熱聲熱機是目前套用最廣泛的兩種熱聲熱機。但是實際熱聲熱機內的聲場並不是理想的駐波或行波，而是行波成分和駐波成分按比例沿程分布的複雜聲場。本研究將在聲學波動理論的基礎上，建立線性熱聲理論的行駐波分解模型；分析行波分量和駐波分量對回熱器熱聲轉換的貢獻和耗散，建立行駐波聲場條件下的回熱器熱聲轉換模型；在理論和實驗基礎上，獲得指導實際聲場回熱器最佳化設計的判據參數。本研究有助於深化對熱聲能量轉換機理的認識，進而指導複雜聲場條件下回熱器的設計和最佳化，這對於開發高效熱聲熱機具有重要的理論指導意義。
結題摘要
本研究在聲學波動理論的基礎上，從基本熱聲公式出發，建立了線性熱聲理論的行駐波分解模型；分析了行波分量和駐波分量對回熱器熱聲轉換得貢獻和耗散，建立了行駐波聲場條件下的回熱器熱聲轉換模型，給出了聲場參數、回熱器結構參數以及熱聲熱機性能參數的無因次表達式，並通過這些無因次參數的分析，提出了一種綜合最佳化熱聲熱機的全新的最佳化分析方法；結合回熱器結構參數和聲場參數，考慮各參數之間的相互制約關係，對熱聲熱機的性能進行了全面的最佳化分析；在行駐波聲場的理論分析和行駐波熱聲效應的分析基礎上，結合現有熱驅動熱聲熱機的發展，提出成功並研製了一種新型的行駐波型熱聲制冷機，在輸入300W加熱量的條件下實現了-30°C的無負載製冷溫度，並且在0°C時可以提供40W的製冷量；本研究進一步深化了對熱聲能量轉換機理的認識，可用於指導複雜聲場條件下回熱器的設計和最佳化，對於開發高效熱聲熱機具有重要的理論指導意義。
