复杂传热规律下热声制冷机最优性能

建立了复杂传热规律下广义不可逆热声制冷机的循环模型,运用有限时间热力学方法导出了存在热阻、热漏和其他内不可逆性时,传热指数为复数的热声制冷机制冷率与制冷系数的解析式,分析了传热指数中实部和虚部对热声制冷机最优性能的影响,通过数值计算对不同损失和不同传热规律情况下的热声制冷机最佳制冷系数和制冷率的变化规律进行了比较分析.     

双侧激励源对热声制冷谐振腔内声场分布的影响

超声磁致伸缩换能器作为热声制冷机的激励元件,其输出声场强度直接影响热声制冷的效率。为提高谐振腔内直观的声压幅值,在单侧磁致伸缩换能器激励的基础上,集合声波相干理论,应用有限元软件ATILA模拟了双侧激励情况下,不同长度谐振腔与激励相位的匹配关系对谐振腔内声压幅值的影响,并与单侧激励谐振腔内声压幅值做比较。研究结果表明:相同激励力情况下,双侧激励(170 mm受同相激励,340 mm受反相激励)谐振腔内产生的平面驻波声场更加稳定、单色性好、声压幅值是单侧激励的1.78(半波长谐振腔)/1.81倍(一个波长谐振腔),均接近于2倍关系。以上研究成果对双侧激励源的相位与谐振腔长度的匹配工作提供了实验依据。     

高频热声制冷机中的压电驱动器

为了研究压电驱动器与热声谐振腔间的耦合特性,建立了压电驱动系统的网络模拟模型。根据压电片的简支和固定两种边界条件,对压电驱动器及(热)声谐振腔声负荷系统的频率和电压特性进行了模拟计算。研究结果显示在高频时系统元件间的耦合特性较低频时好,具有简支边界的压电片产生的声压级比固定边界的要大得多,声压级随输入电压的变化特性计算与实验是相一致的。该模型可用于热声制冷机中压电驱动系统的特性分析。     

回热式低温制冷研究进展

 很多特殊的物理现象伴随着低温而出现,低温技术正逐渐渗透到社会生活中的很多领域。回热式制冷作为两类主流低温制冷技术之一,主要包括斯特林制冷机、G-M 制冷机、脉冲管制冷机3 种结构形式。前两种结构技术成熟,但在寿命或效率方面有一定的不足;脉冲管制冷机可靠性和效率均较高,近年来发展最为迅猛。热声理论从声波与固壁相互作用的角度解释了回热式制冷的工作机制,正逐步发展成为研究回热式制冷的统一的理论工具,同时也使一种新的回热式制冷机结构--热声制冷机诞生。其中,双作用热声制冷可能存在较大的发展前景。目前回热式制冷正呈现多热点的发展趋势。回热式制冷在不断拓展应用的同时也在不断深化内在的科学问题研究,改进自身结构,孕育新的发展的机会。     

新型循环直燃机研究

为了提高直燃型溴化锂吸收式制冷机能源总利用率和吸收式制冷机组的性能系数,对其原有循环进行了改进,利用排烟热回收发生器对烟气中的余热进行了回收,以此作为吸收式制冷机的热源,通过制冷循环达到制冷的目的．进行了热力计算和样机设计并进行了初步实验研究．通过热回收,一次能源效率提高近3%．循环模拟和初步实验研究表明,采用热回收循环的直燃机取得了较好的节能效果．     

以产业化策略占领市场先机——访中科院理化技术研究所所长助理刘新建

2007年,理化技术研究所就热声制冷技术项目与深圳市力函科技有限公司达成协议,共同组建了深圳市中科力函热声技术工程研究中心有限公司。热声制冷技术是近十几年里取得迅速发展的新型制冷技术,目前,在室温温区最好的热驱动热声制冷机就是由理化技术研究所研制的。     

有限低温热源三热源制冷机的优化分析

建立一类低温热源有限的不可逆三热源制冷机模型,探讨有限热源,传热及工质内部不可逆性对制冷机性能的影响,导出制冷率与制冷系数以及火用损率与制冷系数和制冷率间的优化关系．由此讨论了制冷机的各种优化性能,所得结论可为三热源制冷设备的开发利用提供新理论指导．     

热漏对量子卡诺制冷机性能的影响

研究了受热阻、热漏影响的不可逆费米量子卡诺制冷机的最优性能，得到了量子制冷机制冷率与制冷系数间的基本优化关系，揭示了热漏对制冷机性能的影响。     

热漏对卡诺制冷机性能的影响

在内可逆卡诺制冷循环的基础上，进一步研究热漏对卡诺制冷机性能的影响，结果表明，考虑热漏的影响，可使制冷机的最佳制冷系数与制冷率间的关系与实际制冷机的观测性能相符。     

吸收式制冷机传热面积的优化分析

研究热阴影响下吸收式制冷机传热面积的优化问题,导出制冷机的最佳制冷系数与制冷率和传热面积间的关系,以及里佳传热面积比,并应用这些结果对吸收式制冷机的一些优化性能作了讨论。     

不同传热规律下的热漏损失对制冷机R—ε特性的影响

本文基于存在热阻和热漏损失的定态流不可逆卡诺制冷机模型,导出了热阻损失服从牛顿定律和热漏损失服从一般传热规律时制冷系数与制冷率间的优化关系,研究了不同传热规律下的热漏损失对制冷机优化性能影响的特点。     

高频热声发动机的声耦合特性

将协同理论引入高频热声发动机的耦合研究中,基于协同理论得出对高频热声发动机耦合的重要影响参数;建立2列热声振荡器在同一个谐振腔中声耦合的数值研究模型,分析高频热声发动机初始相位差及间距、谐振腔长度以及谐振管长度对声耦合作用的影响。研究结果表明:对高频热声发动机耦合有重要影响的参数有热声发动机间的初始相位差、谐振频率以及耦合强度,高频热声发动机间距对协同影响较小;在保持模型直径、管壁粗糙度等尺寸结构不变的条件下,当谐振腔长度为6 cm时出现协同现象;当谐振腔长度为6 cm时,改变谐振管的长度,谐振频率差对耦合的影响很大,协同状态消失并出现拍频现象,拍频与2列热声振荡器的谐振频率差近似呈线性关系。     

一般传热规律下斯特林制冷机R-ε的优化关系

建立一类接近实际的不可逆斯特林制冷机模型，研究了在一般传热规律下，斯特林制冷机的优化性能，导出了制冷机制冷率与制冷系数间的优化关系，并讨论了热阻、热漏和回热损失对制冷机性能的影响，从而为斯特林制冷机的优化设计提供新的理论参考．     

变截面脉管制冷机的实验研究

为了更好地提高脉管制冷机的制冷效率和制冷量，降低制冷温度，对变截面新型结构的脉管制冷机进行了实验研究和分析，实验结果表明，对于实验所用的脉管制冷机，在外部条件和系统其他结构不变的情况下，当系统压力为1．2MPa，最佳频率为14Hz时，变截面脉管比等截面管获得的低温低30K，证明了变截面脉管制冷机的性能比等截面脉管制冷机的性能优越。     

Wave rotors used for expansion refrigeration technology

波转子是一种利用通道内压力气体接触时产生的各种气波运动实现能量转换的非定常流动设备.提出了一种新型的四端口返流波转子制冷机——压力交换制冷机,并利用一维非定常流动理论和计算流体力学方法分析了其工作过程和制冷原理,得到了该设备正常工作的基本限制条件;实验研究了影响压力交换制冷机的各种因素.目前该机实验室等熵效率已达68%,表明在气体膨胀制冷领域将波转子用于制冷技术前景看好.     

柴油机废烟气驱动的热管LiBr制冷机的(火用)分析

工业过程中的废热排放造成了可用能的损失,又造成热污染和环境污染.针对一种利用热管回收废热的LiBr制冷机,采用柴油机烟气废热制冷实测后,对该系统的实测结果进行了火用分析,分析结果表明了这种新型废热LiBr制冷机有效利用了柴油机烟气余热,提高了系统的火用效率.     

斯特林制冷机性能改进的实验研究

对斯特林制冷机用于制冷温区进行了探讨，提出一种复合型的低温制冷机型式－脉管型斯特林制冷机，并从理论上分析了其制冷机理和性能，同时展开了实验研究，与单一的斯特林制冷机进行了性能对比，得出了有益的结果，脉管型斯特林制冷机用于２４５Ｋ以上温区较单一的斯特林制冷机具有优势。     

不可逆热声制冷机的Ω函数优化

根据热声制冷机参数振荡的特点,建立复指数传热规律不可逆热声制冷机循环模型.提出Ω=(2ε-1)R/ε的优化目标函数.在考虑热阻、热漏、内不可逆性等不可逆因素的情况下,利用有限时间热力学,分析不可逆热声制冷机各性能参数的优化关系.     

基于多目标函数的热声制冷机性能优化

在考虑热漏、热阻及不可逆因子等因素的情况下,建立复指数传热规律的不可逆热声制冷机循环模型.以热声制冷机输入功率P,系统输出率A,系统不可逆损失率Q,制冷率R构建多目标函数,采用线性加权评价函数法求解,分析多目标函数与各参数的优化关系,得出多目标优化可以较好地协调各性能指标间关系的结论.     

高强聚焦超声无创外科

对一种在临床上获得成功应用的单元环状HIFU换能器的温度场进行了数字模拟研究.结果表明,为使生物组织内形成的"热坏死体元"的体积与声焦域的体积大体上相等,所施用的HIFU辐照剂量应该满足方程It0.43=5728 W?cm-2?s0.43 (I为声强; t为声辐照时间),数字模拟已为初步实验研究结果所证实. 为此,可以得出结论:为改变热坏死体元的体积大小,首先应该考虑的是改变辐照声强.