中低温声学双作用行波热声发动机热功转换性能的数值模拟研究及优化  被引量:1

Numerical simulation and optimization design of a moderate temperature acoustic double-acting traveling-wave thermoacoustic engine

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作  者:李潜葛 张丽敏[1] 罗二仓[1] 

机构地区:[1]中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室,北京100190 [2]中国科学院大学,北京100049

出  处:《低温工程》2015年第2期1-6,50,共7页Cryogenics

基  金:国家自然科学基金项目(No.512761865);国家科技部973项目(No.2010CB227303)支持

摘  要:研究了一种中低温声学双作用行波热声发动机,拟以高温导热油作为高温加热器的传热流体,高温端温度选取为390℃。基于热声学理论,对其性能进行了数值模拟,对系统结构进行了优化设计。优化结果表明,在平均工作压力为10 MPa,工作频率为50 Hz,室温为30℃的工作条件下,每个单元的输出声功达到3 162 W,整体热功转换效率达到30.3%。为了更好地了解热声发动机内的热功转换过程,分析了发动机内部声场一些主要参数的沿程分布情况。An acoustical double-acting traveling wave thermoacoustic engine operating in moderate temperature range was investigated.The temperature of the heater block was set as 390 ℃ by using hot-temperature heat transfer oil and the environment temperature was set as 30 ℃.Based on thermoacoustic theory,numerical simulation was performed to focus on output acoustic power and thermal efficiency of the engine.After the optimization,a thermal-to-acoustic conversion efficiency of 30.3% and a net acoustic power of 3162W for each unit under 10.0MPa mean pressure and 50 Hz frequency were achieved respectively.In addition,internal distributions of key thermodynamic and acoustical parameters were presented for a better understanding of the energy conversion process in the thermoacoustic engine.

关 键 词:声学双作用 行波热声发动机 中低温 

分 类 号:TB651[一般工业技术—制冷工程]

 

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