本文關(guān)鍵詞：熱聲循環(huán)的有限時間熱力學(xué)優(yōu)化

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【摘要】：熱聲技術(shù)是最近幾十年被世界各國研究學(xué)者廣泛關(guān)注并研究的一種全新的技術(shù)。而熱聲熱機(jī)則是一種利用熱聲技術(shù)(即熱與聲之間的相互轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象)來實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的新型裝置。與此同時,隨著熱聲理論的不斷進(jìn)步與完善,熱聲技術(shù)的發(fā)展前景明朗,應(yīng)用前景廣闊,在我們所熟知的高溫超導(dǎo),微電子甚至航空航天領(lǐng)域均有涉及與應(yīng)用。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,以包含直線過程的熱聲微循環(huán)為研究對象,利用有限時間熱力學(xué)的方法,對熱聲熱機(jī)與熱聲制冷機(jī)回?zé)崞靼瀵B中發(fā)生的熱聲微循環(huán)進(jìn)行優(yōu)化,考慮了循環(huán)內(nèi)在與外在的影響因子對裝置性能的不利影響,分析了各參數(shù)與性能之間的相互關(guān)系。文章的主要研究內(nèi)容包括以下幾點:1、分析與研究了熱聲發(fā)動機(jī)的熱聲微循環(huán)過程與性能。內(nèi)容分為兩部分:第一部分通過建立包含直線過程的熱聲微熱力學(xué)循環(huán)模型,對熱聲微熱力學(xué)循環(huán)過程作了簡要描述與分析,并利用有限時間熱力學(xué)的方法優(yōu)化了此循環(huán)下的發(fā)動機(jī)的無量綱輸出功、循環(huán)聲功率、循環(huán)效率等一系列的目標(biāo)函數(shù);第二部分是,考慮熱聲系統(tǒng)的內(nèi)外不可逆性,引入熱漏量與內(nèi)不可逆程度因子,對熱聲微熱力學(xué)循環(huán)的不可逆因素做一個較為系統(tǒng)的分析與優(yōu)化。得出了熱聲發(fā)動機(jī)不同目標(biāo)函數(shù)與各影響參數(shù)之間的優(yōu)化關(guān)系與特性曲線。2、分析與研究了熱聲制冷機(jī)的熱聲制冷微循環(huán)過程與性能。內(nèi)容同樣分為兩部分:第一部分研究內(nèi)容大致同于第一章節(jié)熱聲熱機(jī),但此章節(jié)引入了一個新的Z目標(biāo)函數(shù)來研究熱聲制冷機(jī)的效率與制冷率之間的關(guān)系,同樣的此章節(jié)也對熱聲制冷微循環(huán)過程作了簡要描述與分析,利用有限時間熱力學(xué)的方法對內(nèi)可逆與不可逆的熱聲制冷微循環(huán)進(jìn)行了優(yōu)化分析,得出了熱聲制冷機(jī)不同性能函數(shù)與相關(guān)影響參數(shù)之間的優(yōu)化關(guān)系和影響曲線。3、利用實驗室新研制的雙聲源熱聲制冷機(jī)實驗裝置對雙聲源熱聲制冷機(jī)進(jìn)行了一系列的實驗,主要研究了回?zé)崞鲀啥酥评錅夭钆c其他相關(guān)參數(shù)的特性關(guān)系,測試了充氣壓力、回?zé)崞魈盍虾吐暡òl(fā)生器振動頻率對制冷溫差的影響效果,得出了最優(yōu)的絲網(wǎng)目數(shù)以及與最大制冷溫差相對應(yīng)的最佳相位差。
【關(guān)鍵詞】：熱聲熱機(jī) 熱聲微循環(huán) 有限時間熱力學(xué) 直線過程 優(yōu)化
【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】：2016
【分類號】：TK05
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 主要符號表9-13
• 第1章 緒論13-27
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 熱聲理論的研究進(jìn)展14-17
• 1.2.1 熱聲效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)14-15
• 1.2.2 熱聲線性與非線性理論15-17
• 1.2.3 熱聲網(wǎng)絡(luò)理論17
• 1.3 熱聲裝置的研究現(xiàn)狀17-24
• 1.3.1 熱聲發(fā)動機(jī)17-21
• 1.3.2 熱聲制冷機(jī)21-24
• 1.4 有限時間熱力學(xué)24-25
• 1.4.1 有限時間熱力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展24-25
• 1.4.2 有限時間熱力學(xué)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用25
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容25-27
• 第2章 熱聲熱機(jī)微循環(huán)的有限時間熱力學(xué)分析與優(yōu)化27-53
• 2.1 前言27
• 2.2 內(nèi)可逆熱聲微熱力學(xué)循環(huán)性能優(yōu)化27-42
• 2.2.1 內(nèi)可逆熱聲微熱力學(xué)循環(huán)過程描述27-29
• 2.2.2 內(nèi)可逆熱聲微熱力學(xué)循環(huán)過程分析29-32
• 2.2.3 內(nèi)可逆熱聲微熱力學(xué)循環(huán)時間與循環(huán)效率32-34
• 2.2.4 內(nèi)可逆熱聲微熱力學(xué)循環(huán)生態(tài)學(xué)目標(biāo)優(yōu)化34-35
• 2.2.5 數(shù)值計算35-42
• 2.3 不可逆熱聲微熱力學(xué)循環(huán)性能優(yōu)化42-52
• 2.3.1 不可逆熱聲發(fā)動機(jī)模型42-43
• 2.3.2 不可逆熱聲發(fā)動機(jī)微熱力學(xué)循環(huán)效率43-44
• 2.3.3 不可逆熱聲發(fā)動機(jī)微熱力學(xué)循環(huán)生態(tài)學(xué)目標(biāo)44
• 2.3.4 數(shù)值計算44-52
• 2.4 本章小結(jié)52-53
• 第3章 熱聲制冷微循環(huán)的有限時間熱力學(xué)分析與優(yōu)化53-77
• 3.1 前言53
• 3.2 內(nèi)可逆熱聲制冷微循環(huán)性能優(yōu)化53-60
• 3.2.1 內(nèi)可逆熱聲制冷微循環(huán)過程描述53-55
• 3.2.2 循環(huán)的分析與優(yōu)化55-57
• 3.2.3 內(nèi)可逆熱聲制冷微循環(huán)時間57-59
• 3.2.4 內(nèi)可逆熱聲制冷微循環(huán)輸出率和效率59-60
• 3.2.5 內(nèi)可逆熱聲制冷微循環(huán)Z目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化60
• 3.3 數(shù)值計算60-66
• 3.4 不可逆熱聲制冷微循環(huán)性能優(yōu)化66-75
• 3.4.1 不可逆熱聲制冷機(jī)模型67-68
• 3.4.2 不可逆熱聲制冷微熱力學(xué)循環(huán)輸出率與效率68-69
• 3.4.3 不可逆熱聲制冷微熱力學(xué)循環(huán)Z目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化69
• 3.4.4 數(shù)值計算69-75
• 3.5 本章小結(jié)75-77
• 第4章 雙聲源熱聲制冷機(jī)的實驗研究77-87
• 4.1 前言77
• 4.2 實驗裝置77-82
• 4.2.1 聲波發(fā)生器79
• 4.2.2 溫度傳感器79
• 4.2.3 壓力傳感器79-80
• 4.2.4 數(shù)據(jù)采集器80
• 4.2.5 鎖相放大器80-81
• 4.2.6 功率放大器81-82
• 4.2.7 直流穩(wěn)壓電源82
• 4.3 實驗步驟82-83
• 4.4 實驗結(jié)果及討論83-85
• 4.5 本章小結(jié)85-87
• 第5章 全文總結(jié)87-89
• 5.1 全文工作總結(jié)87-88
• 5.2 未來工作展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-97
• 攻讀碩士期間已發(fā)表的論文97-99
• 致謝99

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