磁致伸縮換能器驅動的熱聲制冷機微型化基礎問題研究.pdf

1、碩士學位論文碩士學位論文論文題目論文題目：磁致伸縮換能器驅動的熱聲制冷機微型化基礎問題研究英文題目英文題目：studyonthebasicproblemsoccurredintheprocessofthermoacousticrefrigerationminiaturizationdrivenbymagostrictiveactuat學位類學位類別：工學碩士研究生姓研究生姓名：張彤學號：201102167學科學科(領域領域)名稱名稱：機

2、械制造及其自動化指導教指導教師：汪建新職稱職稱：教授協(xié)助指導教協(xié)助指導教師：師：職稱：職稱：2014年6月5日分類號：分類號：ＴＢ６６ＴＢ６６密級：級：公開公開UDC：學校代碼：學校代碼：1012710127內蒙古科技大學碩士學位論文I摘要熱聲制冷是一種全新的制冷技術，它基于熱聲效應的原理，具有結構簡單、運行穩(wěn)定、壽命較長、低噪聲等優(yōu)點。尤其是微型熱聲制冷機在微電子散熱冷卻方面具有不可比擬的優(yōu)勢。本文首先講述了微型熱聲制冷機的研究背景及

3、其意義，對其國內外的發(fā)展過程進行了較為詳細的論述。對從發(fā)現熱聲效應現象以來提出的種種理論進行了匯總說明。從熱力學角度對聲制冷的過程進行了詳細的定性分析。也對熱聲效應所觸及到的流體力學、傳熱學等基本知識進行了說明。從而對微型熱聲制冷機有一個較為完整的認知。為了驗證采用Fluent對熱聲聲場進行數值模擬的可行性，首先對直管進行了流場的模擬，模擬結果與理論的結果波形分布趨同，從而說明了采用Fluent軟件進行數值模擬的可行性。本文設計了一種加

4、強型的微型熱聲制冷機，通過對諧振管的前端引入了一段錐形管和通過調節(jié)尾腔縱向尺寸達到共振，兩者共同作用提高了諧振管的振幅幅度，進而提高了熱聲制冷機的制冷效率。為了具體的研究一塊板疊的制冷特性，本文現在諧振管內放置了一塊板疊，并對板疊在下不同動壓條件下的制冷特性進行了模擬對比。并在板疊的左右兩端分別取兩個點作為監(jiān)測點，直觀的表現出了板疊兩端兩點的制冷和制熱的溫度具體變化過程。諧振管內形成了一定的溫度梯度，同時也驗證了聲致冷效應。引入了完整的

5、回熱器和換熱器，對整個熱聲制冷機進行了數值模擬分析，其中的換熱器采用多孔流體域來進行數值模擬分析。觀測到了回熱器中與換熱器過度區(qū)域出現的非線性現象。重點對其板疊不同流道內的溫度、壓力、速度的變化情況進行了探究。選取流道內一點進行監(jiān)測，并觀測其溫度、壓力、速度隨時間的變化規(guī)律。也對某一時刻整個制冷機中軸線上的溫度進行了分析。最后通過對比不同的壓力和頻率對回熱器內流體狀態(tài)的影響，得出了選取合適的壓力和頻率對熱聲制冷機制冷效率的提升具有重要作