磁致伸縮換能器驅(qū)動(dòng)的熱聲制冷機(jī)微型化基礎(chǔ)問(wèn)題研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：磁致伸縮換能器驅(qū)動(dòng)的熱聲制冷機(jī)微型化基礎(chǔ)問(wèn)題研究英文題目英文題目：studyonthebasicproblemsoccurredintheprocessofthermoacousticrefrigerationminiaturizationdrivenbymagostrictiveactuat學(xué)位類學(xué)位類別：工學(xué)碩士研究生姓研究生姓名：張彤學(xué)號(hào)：201102167學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：機(jī)

2、械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：汪建新職稱職稱：教授協(xié)助指導(dǎo)教協(xié)助指導(dǎo)教師：師：職稱：職稱：2014年6月5日分類號(hào)：分類號(hào)：ＴＢ６６ＴＢ６６密級(jí)：級(jí)：公開(kāi)公開(kāi)UDC：學(xué)校代碼：學(xué)校代碼：1012710127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要熱聲制冷是一種全新的制冷技術(shù)，它基于熱聲效應(yīng)的原理，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、壽命較長(zhǎng)、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。尤其是微型熱聲制冷機(jī)在微電子散熱冷卻方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文首先講述了微型熱聲制冷機(jī)的研究背景及

3、其意義，對(duì)其國(guó)內(nèi)外的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述。對(duì)從發(fā)現(xiàn)熱聲效應(yīng)現(xiàn)象以來(lái)提出的種種理論進(jìn)行了匯總說(shuō)明。從熱力學(xué)角度對(duì)聲制冷的過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的定性分析。也對(duì)熱聲效應(yīng)所觸及到的流體力學(xué)、傳熱學(xué)等基本知識(shí)進(jìn)行了說(shuō)明。從而對(duì)微型熱聲制冷機(jī)有一個(gè)較為完整的認(rèn)知。為了驗(yàn)證采用Fluent對(duì)熱聲聲場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性，首先對(duì)直管進(jìn)行了流場(chǎng)的模擬，模擬結(jié)果與理論的結(jié)果波形分布趨同，從而說(shuō)明了采用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性。本文設(shè)計(jì)了一種加

4、強(qiáng)型的微型熱聲制冷機(jī)，通過(guò)對(duì)諧振管的前端引入了一段錐形管和通過(guò)調(diào)節(jié)尾腔縱向尺寸達(dá)到共振，兩者共同作用提高了諧振管的振幅幅度，進(jìn)而提高了熱聲制冷機(jī)的制冷效率。為了具體的研究一塊板疊的制冷特性，本文現(xiàn)在諧振管內(nèi)放置了一塊板疊，并對(duì)板疊在下不同動(dòng)壓條件下的制冷特性進(jìn)行了模擬對(duì)比。并在板疊的左右兩端分別取兩個(gè)點(diǎn)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，直觀的表現(xiàn)出了板疊兩端兩點(diǎn)的制冷和制熱的溫度具體變化過(guò)程。諧振管內(nèi)形成了一定的溫度梯度，同時(shí)也驗(yàn)證了聲致冷效應(yīng)。引入了完整的

5、回?zé)崞骱蛽Q熱器，對(duì)整個(gè)熱聲制冷機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，其中的換熱器采用多孔流體域來(lái)進(jìn)行數(shù)值模擬分析。觀測(cè)到了回?zé)崞髦信c換熱器過(guò)度區(qū)域出現(xiàn)的非線性現(xiàn)象。重點(diǎn)對(duì)其板疊不同流道內(nèi)的溫度、壓力、速度的變化情況進(jìn)行了探究。選取流道內(nèi)一點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并觀測(cè)其溫度、壓力、速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。也對(duì)某一時(shí)刻整個(gè)制冷機(jī)中軸線上的溫度進(jìn)行了分析。最后通過(guò)對(duì)比不同的壓力和頻率對(duì)回?zé)崞鲀?nèi)流體狀態(tài)的影響，得出了選取合適的壓力和頻率對(duì)熱聲制冷機(jī)制冷效率的提升具有重要作