导读:本文包含了行波热声发动机论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:声学放大器,行波热声发动机,直线发电机,声阻抗
行波热声发动机论文文献综述
董世充,徐漠北,沈国清,张世平,安连锁[1]（2019）在《带声学放大器的行波热声发动机声阻抗特性》一文中研究指出通过分析带有声学放大器的行波热声发电系统中直线发电机的电-力-声类比图,发现直线发电机的最佳工作状态与行波热声发动机的输出声阻抗特性相关。采用DeltaEC软件计算带有声学放大器的行波热声发动机(以下简称系统)的输出声阻抗特性。计算结果发现,输出声阻抗虚部Xa为-1×10~7 Pa·s·m~(-3)时,系统的最大输出声功率545.47 W,最大热声转换效率为7.2%;当输出声阻抗虚部Xa在-3.9×10~6～-1×10~7 Pa·s·m~(-3)之间变化,实部Ra在1.37×10~6～2.31×10~7 Pa·s·m~(-3)之间时,等效位移在1.89～6 mm之间变化,符合直线发电机的位移要求;结合输出声阻抗对压力与体积流率的相位差及系统工作频率的影响,发现声阻抗实部Ra应在1.37×10~6～2.31×10~7 Pa·s·m~(-3)之间,声阻抗虚部Xa在-7.5×10~6～-1.0×10~7 Pa·s·m~(-3)之间时,系统具有较好的工作状态。(本文来源于《声学技术》期刊2019年05期）
解丹,张世强,赵巍,李洪宇[2]（2019）在《行波型热声发动机的二维数值模拟研究》一文中研究指出基于线性热声理论与动力学基本方程建立了热声发动机的二维一阶频域数学模型,并根据有限元中的加权余量法将数学模型转化为便于求解的矩阵形式。运用MATLAB软件自主编程,对行波型热声发动机系统内的声场特征进行了二维数值模拟。结果表明,在谐振管内,一阶各波动量呈现良好的正弦曲线分布现象。在回热器单个流道内,从冷端到热端,由于存在较大的阻抗,压力振幅与温度振幅有明显的下降,而速度振幅则逐渐升高。(本文来源于《辽宁科技大学学报》期刊2019年02期）
刘元亮,杨睿,封叶,金滔,汤珂[3]（2018）在《容腔调相的单级行波热声发动机起振特性》一文中研究指出将容腔结构引入单级环路行波热声发动机系统中进行相位调节,分析了不同容腔位置、容腔内径和容腔长度时系统的起振特性。基于线性热声理论,采用网格传输矩阵数值方法求解系统的起振频率和起振温差;此外,将计算结果与实验结果进行了对比,验证了计算方法的合理性。结果表明:容腔结构可以明显改善系统的起振特性,系统起振温差大幅下降;不同容腔位置处,热机起振特性差异明显;存在最优的容腔内径和容腔长度组合,使得起振温差最低,而容腔尺寸对热机起振频率的影响较小。(本文来源于《声学学报》期刊2018年05期）
罗凯[4]（2018）在《叁级环路行波热声发动机的数值模拟及实验研究》一文中研究指出随着分布式能源系统和可再生能源利用的迅速发展,高效的能源梯级利用技术成为研究热点。中低温区的工业废热广泛存在,可用于宽温区的热功转换技术应用前景广阔。行波热声发动机具有本征效率高、结构简单、可靠性高及成本低等优点,特别是多级环路行波热声发动机因起振温度低、能流密度高,近年来得到了越来越多的关注。目前关于热声系统的诸多非线性特性及转化机理仍不明晰,而线性热声理论不能描述时域动态过程及非线性特征,CFD等方法受到计算时间、成本的限制,不适用于整机模拟。为更好揭示热声发动机自激振荡机理及非线性特性,本文采用数值模拟和实验结合的方法针对叁级环路行波热声发动机的工作特性开展研究,主要内容如下:1.从基本流体控制方程出发,建立了适用于叁级环路行波热声发动机的一维非稳态模型(1DUM),并采用MATLAB编程求解。模拟结果表明,由于考虑了气体轴向导热,该模型可描述系统从静止状态至振荡饱和的完整压力波演化过程,并对比了不同初始扰动形式的影响,指出初始扰动只改变压力波达到饱和的时刻,并不影响增长曲线及稳态结果。另外,模拟获得了压力高频谐波及回热器内气体温度时域特性等,通过对比实验及公开文献,验证了该模型的合理性;2.优化设计并搭建了一台叁级环路行波热声发动机系统。对比了不同充气压力和冷热端温差下,DeltaEC模拟、1DUM模拟及实验获得的运行频率和压力幅值,结果表明1DUM可更准确预测发动机运行频率,在测量范围内最大误差约为0.4 Hz;实验中出现较强的射流等现象,造成压力幅值模拟值与实验值的差异;此外,流动换热关联式是造成DeltaEC与1DUM稳态压力幅值存在较大差别的原因,在充气压力为1 MPa,温差为400 K时,DeltaEC和1DUM与实验间的误差分别可达62%和118%。最后,模拟结果表明1DUM可以计算获得与DeltaEC相似的声场特性分布,其中压力振幅及体积流速相位分布整体误差不超过1°,但在幅值计算上仍需对模型中的流动与换热关联式进行进一步修正。由于1DUM不依赖经验初值,只需设置环路边界条件和静止初始工况即可,大大简化了建模计算过程,适用于复杂热声系统模拟;3.基于叁级环路行波热声发动机实验系统,开展了起振消振特性研究,以氮气为工质,在充气压力为4.0 MPa时,获得最低起振温差约为44K,并在实验中发现明显热声振荡滞后现象;采用阻容负载开展了发动机输出特性初步实验研究,结果表明负载阻抗值对输出性能影响显着,声功和相对卡诺效率都存在最佳阻抗匹配点。以氮气为工质,充气压力为3 MPa,热源温度为543 K时,获得最大声功78.3 W,最大相对卡诺效率约2.2%。值得指出的是,实验中发现了明显直流、射流等现象,导致使热声转化效率显着降低,后续将在抑制直流、射流,减少热损失等方面开展研究工作。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-06-10）
杨睿[5]（2017）在《环路行波热声发动机声阻抗匹配的机理与优化研究》一文中研究指出热声热机是一种可将热能转化为声能或消耗声能进行泵热的无运动部件热力机械,具有高可靠性、长寿命和环境友好等优点。叁十多年来,在热声热机理论以及实验样机的研究上已经取得了诸多重要进展,但在实用化方面却面临着与传统热机相竞争的严峻考验。适宜于低品位热源驱动的热声发动机是热声热机实用化可能取得突破的重要方向,也是热声研究领域近年来的热点之一。环路行波热声发动机可同时实现高效的热声转换和声功传输,从而有望实现对低品位热源的高效利用。为进一步探索环路热声发动机的声阻抗匹配机制,降低起振温度,实现在低温位热源驱动下的高效运行,本文开展了以下工作:(1)讨论利用容性腔和阻性管对环路热声系统中的声场进行调节的机制,并对其调相效果进行理论分析和实验验证。从构建声学准软/硬边界条件出发,提出利用容性腔和阻性管两种调相方式在环路热声发动机内建立起合适的声场。搭建一台单级环路行波热声发动机,对比系统在无调相装置、以容性腔为调相装置和以阻性管为调相装置时的性能。实验结果显示,当把容性腔或阻性管分别安装在恰当的位置时,系统的起振温度均可显着降低。当以容性腔为调相装置,并以2.37MPa的CO2为工质时,系统的起振温度仅为40℃(对应的起振温差为3I℃)。(2)系统设计并建造了单级、双级、叁级和四级等四种可由低温位热源驱动的环路热声发动机。在环路结构的一种典型声场分布里,有四个相距大约1/4波长的速度和压力相位差为0的纯行波点,它们都符合高效热声转换对回热器处声场的要求。在此基础上,结合调相装置,构建了四种可以在低温位热源下运行的热声发动机,其中单级、双级和叁级系统的结构均不具对称性,打破了传统同类机型的对称结构的限制。以1MPa的CO2为工质时,叁级和四级系统的起振温度可低至29℃(对应的起振温差为17℃),这是公开文献中常规尺寸热声发动机所能达到的最低起振温度和温差。(3)以环路热声发动机为基础,验证了低温位热源驱动热声发动机进行发电或制冷的可行性。将叁级环路热声发动机与一台直线电机耦合,对该热声发电系统进行了实验研究。经过优化后,在120℃的加热温度下,该系统的热电转换效率可达1.51%。此外,设计了一台热驱动的环路热声制冷系统,并对该系统进行了模拟计算,分析了其在210℃～250℃的加热温度下的性能。根据理论计算的结果,在将热量从-3℃的冷源泵至30℃环境的工况下,系统的总能效系数可超过0.4,相对卡诺能效系数可超过13%。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-10-01）
黎明[6]（2017）在《高压工况四级环路行波热声发动机的理论和实验研究》一文中研究指出热声发动机是基于热声效应的一种新型压力发生装置。因其系统内无运动部件,常采用惰性气体作为工质,具有结构简单、可靠性高、运行过程环保等优点,但是也面临着压比小(一般小于1.4)、单位体积能量密度较低等问题。提高热声发动机系统的工作压力通常有利于增大压力振幅,进而能提高流体流经流道截面的声功率。本文基于数值模拟与分析,设计并搭建了一台能够承受高压的四级环路行波热声发动机实验系统,并对系统在高压下的运行情况进行了实验研究。主要开展如下研究工作:1.首先基于线性热声理论,建立了四级环路行波热声发动机的数值模型,并对四级环路行波热声发动机进行了整机模拟,分析了系统的温度分布、压力振幅与相位的分布、体积流速振幅与相位的分布、比声阻抗分布以及声功流率分布的情况。结果显示,其温度、压力振幅、体积流速振幅、比声阻抗以及声功流率在每个单元中的分布都是相同的,而压力相位与体积流速相位则呈现对称分布。2.鉴于四级环路行波热声发动机中的声场呈现对称分布,对其中一级进行研究,采用6 MPa的He作为工质,重点研究了截面积比、水冷器、回热器、加热器、热缓冲管、谐振管和阻容负载对于系统的压力振幅、效率以及加热功率等性能参数的影响,并基于此对系统结构进行了优化设计。3.搭建了一台能在高压工况下运行的四级环路行波热声发动机系统,并开展了实验研究工作。综合压力振幅和加热温度两方面考虑,研究了在不同的充气压力下,系统无负载时回热器丝网目数、工质以及加热功率对热声发动机性能的影响,并将不同充气压力与加热功率下的实验结果与模拟结果进行了比较。最后,对高压工况下,四级环路行波热声发动机驱动负载的性能开展了初步的实验研究。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-01-01）
李潜葛,罗二仓,吴张华,张丽敏[7]（2016）在《声学双作用型行波热声发动机的损失分析》一文中研究指出本文根据经典热声学理论,对声学双作用型行波热声发动机系统进行了全面的损失分析。系统产生的损失可以分为内部不可逆损失与外部不可逆损失,其中内部损失可区分为:轴向漏热损失,流体黏性损失,不可逆传热损失与流动传热耦合损失。本文对一台效率为55.7%的声学双作用型行波热声发动机进行了具体的媚损失分析,结果显示,回热器与谐振管是产生损失最多的部件。谐振管中的损失主要是流动损失,而回热器中的流动损失则相对较少。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2016年09期）
李晓明,梅宏昆,高鹏,孔晓莉[8]（2016）在《行波型热声发动机的数值模拟实验》一文中研究指出首次采用有限元法(FEM),对行波型热声发动机实验系统进行了数值模拟,以线性热声理论作为计算模型,且与实验系统具有相同的几何结构和运行工况,同时采用有限元方法中的加权余量法对计算模型进行求解,通过自主编写的MATLAB计算程序,对热声系统进行一系列的迭代计算,计算结果成功观测到了行波型热声发动机系统内复杂的声场分布特性和流场特性。计算结果与实验结果的对比验证了有限元方法对行波型热声发动机模拟的有效性。(本文来源于《低温工程》期刊2016年03期）
孔晓莉[9]（2016）在《行波型热声发动机的网络模型理论与实验研究》一文中研究指出热声发动机是通过热声效应由热产生机械动力的一种装置。不同于常规的机械式压缩机,它具有无运动部件、结构简单、可靠性高、寿命长等特点;可采用惰性气体作为工质,对环境无污染,环保性能高;可采用低品位热源作为驱动源,能源综合利用性能高。因此,在现代新能源利用技术中,热声发动机具有很大的发展潜力和广泛的应用前景。目前,热声热机的数值计算在热声学的研究进程中越来越受到重视,通过对热声系统模拟可以对系统内的热力学特性进行预测,而且能够为热声系统的实验研究和热声热机的设计提供很大的帮助。普遍认为,行波热声设备的效率要高于驻波设备,因此,对行波型热声热机的研究已成为热声领域的研究热点。本文采用分布参数法并利用传输矩阵方程,计算出行波形热声发动机的谐振频率,得出的振荡频率为复频率形式,其实部代表实际频率,虚部表示压力幅值的衰减程度。并对处于不同结构参数和运行参数情况下的系统频率进行了比较计算,得到了各参数对系统谐振频率的影响规律。把已经计算出的系统频率带入到各传输矩阵方程中,对行波型热声发动机系统内的声场分布特性,包括波动压力振幅、体积流率振幅、压流之间的相位差以及声功流等分布进行了数值模拟,对此类发动机内的声场分布有了更为深入的认识。在数值计算的基础上,结合DeltaEC软件研制并搭建了一台行波型热声发动机,以氮气为工质进行了初步实验研究。得出在相同的加热功率下,随着工作压力的增大,加热温度逐渐降低。当压力一定时,随着加热功率的增加,加热温度也呈上升趋势,系统拥有的压比也更大,压比越大意味着热声系统的做功能力越强。因此,可以通过调节加热功率来控制系统的温度,进而提高系统的压比和热声转化效率。(本文来源于《辽宁科技大学》期刊2016-03-08）
毕天骄,吴张华,李东辉,罗二仓,戴巍[10]（2016）在《声学共振型行波热声发动机的实验研究》一文中研究指出传统的行波热声发动机具有可靠性好、工质环保、潜在效率高等优点,但系统中存在一根体积较大的谐振管,降低了其功率密度及应用价值。本文设计并搭建了一台新型的声学共振型行波热声发动机,将叁个相同的热声发动机核心单元连成环路,中间采用细长谐振管连接。实验中,发动机在100℃以下起振,频率约63 Hz,各压力下得到的最高压比均接近1.3,达到了传统行波热声发动机的最高压比。实验表明,新型的声学共振型行波热声发动机不仅具有传统行波热声发动机的优点,而且结构更加紧凑,具有更好的应用价值。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2016年02期）
行波热声发动机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于线性热声理论与动力学基本方程建立了热声发动机的二维一阶频域数学模型,并根据有限元中的加权余量法将数学模型转化为便于求解的矩阵形式。运用MATLAB软件自主编程,对行波型热声发动机系统内的声场特征进行了二维数值模拟。结果表明,在谐振管内,一阶各波动量呈现良好的正弦曲线分布现象。在回热器单个流道内,从冷端到热端,由于存在较大的阻抗,压力振幅与温度振幅有明显的下降,而速度振幅则逐渐升高。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
行波热声发动机论文参考文献
[1].董世充,徐漠北,沈国清,张世平,安连锁.带声学放大器的行波热声发动机声阻抗特性[J].声学技术.2019
[2].解丹,张世强,赵巍,李洪宇.行波型热声发动机的二维数值模拟研究[J].辽宁科技大学学报.2019
[3].刘元亮,杨睿,封叶,金滔,汤珂.容腔调相的单级行波热声发动机起振特性[J].声学学报.2018
[4].罗凯.叁级环路行波热声发动机的数值模拟及实验研究[D].浙江大学.2018
[5].杨睿.环路行波热声发动机声阻抗匹配的机理与优化研究[D].浙江大学.2017
[6].黎明.高压工况四级环路行波热声发动机的理论和实验研究[D].浙江大学.2017
[7].李潜葛,罗二仓,吴张华,张丽敏.声学双作用型行波热声发动机的损失分析[J].工程热物理学报.2016
[8].李晓明,梅宏昆,高鹏,孔晓莉.行波型热声发动机的数值模拟实验[J].低温工程.2016
[9].孔晓莉.行波型热声发动机的网络模型理论与实验研究[D].辽宁科技大学.2016
[10].毕天骄,吴张华,李东辉,罗二仓,戴巍.声学共振型行波热声发动机的实验研究[J].工程热物理学报.2016