【摘要】：熱聲熱機(jī)是一種能實現(xiàn)聲能與熱能轉(zhuǎn)換的全新裝置。其中將熱能轉(zhuǎn)化為聲能的是熱聲發(fā)動機(jī),用聲能驅(qū)動制冷的是熱聲制冷機(jī)。熱聲熱機(jī)的原理是熱聲效應(yīng),由于熱聲熱機(jī)無(或少有)運(yùn)動部件,所用的能源可以為低品位能源,以及壽命長,無污染等優(yōu)點,因此吸引著國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注和研究。但熱聲熱機(jī)系統(tǒng)也存在著轉(zhuǎn)化效率低的缺點,所以研究優(yōu)化熱聲熱機(jī)具有重要意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,采用多種目標(biāo),對熱聲熱機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,本章的重要闡述分三個部分:1、對熱致聲方向的熱聲發(fā)動機(jī)研究。在復(fù)指數(shù)傳熱規(guī)律下建立熱聲熱機(jī)微力學(xué)循環(huán)模型,考慮熱漏、熱阻和其他內(nèi)不可逆性的情況下,利用有限時間熱力學(xué),導(dǎo)出熱聲發(fā)動機(jī)的輸出功率和嗾效率,進(jìn)而在前人的基礎(chǔ)上將熱力學(xué)和?結(jié)合起來分析,導(dǎo)出熱聲制冷機(jī)的?經(jīng)濟(jì)性能界限,并應(yīng)用于熱機(jī)分析,通過研究換熱器兩端高低熱源溫度比值的影響,獲得熱聲發(fā)動機(jī)的嗾效率及?經(jīng)濟(jì)性能的最優(yōu)效果。2、對聲致熱方向的熱聲制冷機(jī)機(jī)研究。研究內(nèi)容類似熱聲發(fā)動機(jī),首先建立復(fù)指數(shù)傳熱規(guī)律下的不可逆熱聲制冷機(jī)循環(huán)模型,在該循環(huán)模型下引入目標(biāo)函數(shù)Ω,運(yùn)用有限時間熱力學(xué)的方法對目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化,通過改變過變換換熱器兩端高低熱源溫度比值,尋求系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài);運(yùn)用有限時間熱力學(xué)的方法,對熱聲制冷機(jī)在復(fù)指數(shù)傳熱規(guī)律下進(jìn)行嗾經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化,得到了?經(jīng)濟(jì)性能隨高低熱源溫度比變化的曲線圖,分析了熱聲制冷機(jī)的?經(jīng)濟(jì)優(yōu)化性能。3、熱聲制冷機(jī)的多目標(biāo)優(yōu)化。研究分兩個部分,在考慮熱漏,熱阻,不可逆因素下的情況下,建立復(fù)指數(shù)傳熱規(guī)律下不可逆熱聲制冷機(jī)循環(huán)模型。一是以熱聲制冷機(jī)輸入功率P,系統(tǒng)嗾輸出率A,系統(tǒng)不可逆損失率Q,制冷率R構(gòu)建多目標(biāo)函數(shù),采用線性加權(quán)評價函數(shù)法求解,對熱機(jī)多目標(biāo)優(yōu)化,分析出系統(tǒng)的最優(yōu)性能解。二是用最小-最大值法對熱聲制冷機(jī)模型進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化分析。最小-最大值多目標(biāo)優(yōu)化法得出的最優(yōu)解是離各個優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值有最小偏移量的點,平衡了各個目標(biāo)函數(shù),使得在熱機(jī)系統(tǒng)性能應(yīng)用上達(dá)到最優(yōu)點。
【圖文】：

圖 1-2 駐波熱聲發(fā)動機(jī)簡構(gòu)圖998 年，日本 Yazaki 研究對比了行波熱機(jī)與駐波熱機(jī)的現(xiàn)行波熱聲熱機(jī)的起振溫度較小，相對于駐波發(fā)動機(jī)易構(gòu)研制了一臺環(huán)形管行波熱聲驅(qū)動器。

圖 1-3 熱聲斯特林發(fā)動機(jī)1994 年郭方中（華中科技大學(xué)）研制出我國首臺駐波式樣的熱動機(jī)。接著在 1999 年羅二倉研制出我國首臺行波式的熱聲發(fā)動五年后，，羅二倉等人利用共振強(qiáng)聲理論，設(shè)計了一臺行波發(fā)動機(jī)
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK05

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本文編號：2654087