实际热声微热力学循环的特性研究.pdfVIP

学兔兔 第 49卷第 24期 机 械 工 程 学 报 V_01．49 N o．24 2013年 l2月 J0URNAL‘OFMECHANICALENGINEERING Dec． 2013 DoI：lO．3901／JME．2013．24．183 实际热声微热力学循环的特性研究冰 汪 拓 吴 锋 费锦华 林 杰 (武汉工程大学理学院 武汉 430073) 摘要：对热声热机微热力学循环的研究有助于了解热声热机的热力学特性。根据热声非等熵振荡特性，建立实际热声发动机 中微热力学循环的理论模型，该模型在P．V图上表现为一个椭圆，椭圆的偏转角度主要取决于压力和体积之间的相位差。得 到循环中吸热过程和放热过程的分界点，在考虑热漏和不可逆程度因子的情况下推导循环的量纲一输出声功和热效率。数值 计算表明输出功与热效率之间的关系曲线是一条回原点的柳叶形，与经典卡诺热机循环的输出功和热效率之间的关系曲线形 状相同。输出功和热效率都有一极大值，两极值点之间的曲线是热声发动机运行的最佳工况。此外，压力和体积之间的相位 差以及不可逆因素对输出功和热效率的影响较大。研究结果有助于热声发动机的优化设计。 关键词：热声发动机 微热力学循环 输出功 热效率 中图分类号：TK121 PerformanceofActualThermoacousticEngineM icro-cycle WANG Tuo WU Feng FEIJinhua LIN Jie (SchoolofScience，WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430073) Abstract：Theresearchonathermoacousticenginemicro-cycleisofgreatimportancetounderstandthehtermodynamicperformance of htermoacoustic engine．An actualhtermoacoustic engine micro-cycle idealmodelwhich expressed as na ellipse in pressure．volumediargma iSestablishedintemr sofhtefeatureofhtermoacousticnon-constantentropyoscillation．An dhtedeflection na gleofhteellipsedependsmainlyonhtephasedisplacementbetweenpressureoscillationna dvolumeoscillation．Thedemracation pointsofendohtermicprocessesandexothermicprocessesinhtemicro—cycleraefoun d．Theexpressionsofhtedimensionless acousticworkoutputandhtehtermalefficiencyraederivedwiht consideringhteinfluenceofheatleakageandfactorofirreversible degree．Th erelationshipbewteenhteworkouptutandhtehtermalefficiencyraeinvestigatedbynumericalcalculation．Itisa willow-shapedcurve，whichisidenticalwithhtatofaclassicalCarnotcycle，andinwhichthereraeamaximum work ouptutnada maximmu thermalefficiency．Theregionbewteenhtemxaimmu work ouptutna