热声制冷

时间:2023-03-08来源:佚名

    早在1816年,Laplace (Pierre-Simon, marquis de Laplace, French, 1749 – 1827)纠正Newton (Sir Isaac Newton, English, 1643 –1727 ) 早期声音在空气中速度的计算时,热和声的相互作用已经引起了声学家的兴趣。Newton假定声波在气体中的膨胀和压缩不会影响气体的温度。Laplace则认为实际上气体的温度会发生细微的变化,他还导出空气中的正确声速,比Newton的估计值快18%。

    19世纪的玻璃工在吹制他们的手工艺品时,有时会听到这些手工艺品自发地发出声音。实际上,当他们在一个玻璃容器的一端加热时,不经意间就把它转变成了一台热声发动机。这种现象最早在1850年被是记载在科学文献中,那时热和声之间的关系已被比较好地认识到了。这种现象要通过热和声的相互作用进行解释。

    热声制冷

    玻璃工手中的热声发动机

    Rijke SondhaussTaconis 振荡是最早实验研究热声振荡的例子。

    热声效应

    声波在空气中传播时会产生压力及位移的波动,声波的传播也会引起温度的波动。当声波所引起的压力、位移及温度的波动与一固体边界相作用时,就会发生明显的声波能量与热能的转换。

    根据能量转换观点可将热声效应分为两类:一是用热来产生声,即热驱动的声振荡;二是用声来产生热流,即声驱动的热量传输。其相应的机械装置分别为热声压缩机和热声制冷机。热声压缩机和热声制冷机在原理上是一致的,只是由于某些参数不同而导致了运行结果的迥异。

    在一般情况下,为了在细长管子上产生很大的温度梯度,可对其封闭端进行加热,管内气体受热后膨胀产生压缩力导致气流运动;波动的气流靠近管壁处的气团不断地与管壁接触换热。由于气流的急速运动以及传热边界层粘滞性的存在,气团与管壁的换热不可能完全,管壁附近的气体温度与传热边界层以远的同平面(径向)气体的温度分布不同,即导致传热滞后现象,存在压力波与温度波之间的相位差,激发了气体的振荡。可见,气流运动与传热之间的相位差是产生热声振荡的必要条件。

    若要获得颇具强度的热声振荡,不能只采用一根大管子就可实现。因为管内的传热受传热边界层的控制,只有那些接近管壁的气团才参与换热;采用由许多小管子组成热声发生器有可能有效。但实际上应采用众多狭道,会比管子更奏效,因为狭道的比表面积更大。

    热声制冷

    热声制冷机原理


    热声制冷

    小型热声制冷机

    现代热声学实验方面最重要的发展之一是美国新墨西哥大学的Carter教授和他的研究生K. T.Feldman在1962年对Sondhauss管进行的改进。他们在Sondhauss管中采用适当的结构来提高它的效率,大大加强了管内的热声效应。1988年,美国Los Alamos国家实验室的G. W. Swift和J. T. Wheatley研制了第一台热声制冷机,并进一步发展Rott的热声理论。

    由于热声机械没有运动部件,可实现长寿命运转,对空间技术等具有开发潜力和应用前景。另一方面,热声机械可采用热能(燃气、太阳能等)驱动,它的应用将为合理利用低品位能源、提高系统的热力学效率开辟新的途径。

    热声制冷

    热声天然气液化器

相关阅读

安全用电常识,我来帮您科普一下

(1)导线、接头、插座、接 线盒连接应符合规范,不得乱拉乱接电线,导线连接处注意要有很好的绝缘。 (2)室内布线及电器设备,不可有裸露的带电体,对于裸露部分应包上绝缘带...
2023-06-13
安全用电常识,我来帮您科普一下

温度对贴片电容有影响吗?

很多人都有同样的问题困惑——温度对贴片电容是否有影响? 以下给大家解决困惑:在一定的温度范围内,单位温度变化对贴片电容工作性能的影响称为贴片电容的温度系数。 MLCC温度特...
2023-03-31
温度对贴片电容有影响吗?

装修房子最怕就是返工,资深30年老师傅教你水电验收四步走!

水电验收是指工程上的上下水管道的验收和电气及电器的验收。水电工程的施工质量是否过关,关系着日后的居住安全,所以在验收的过程中一定要打起十二分的精神,对多处细节进行...
2023-06-11
装修房子最怕就是返工,资深30年老师傅教你水电验收四步走!

几种常用的运放基本电路

运放是运算放大器的简称,电路中我们也经常会使用到运放,运放的主要功能就是放大,理论上理想运放的放大倍数为无穷大。运放的种类也分为很多种,比如我们常用的普通运放LM3...
2023-06-21
几种常用的运放基本电路

开关总跳闸?3种原因+秒判方法,电工都在偷偷学!

开关跳闸别乱查!教你3步快速揪出故障 送电“砰”一声跳?十有八九是火线漏电或零火线短路 无声直接跳?多半是零线漏电在搞鬼 过会才跳还发热?线路过载 学...
2026-05-26
开关总跳闸?3种原因+秒判方法,电工都在偷偷学!

热销商品

固万基304不锈钢十字圆头螺丝机螺钉GB818盘头螺栓PM开关插座螺钉

固万基304不锈钢十字圆头螺丝(GB818标准)是一款高品质盘头螺栓,采用优质304不锈钢材质制造,具备优异的耐腐蚀性、抗氧化性和机械强度,适用于潮湿、高温等严苛环境。其...
5.8

平头硅胶套耐高温圆管末端保护套钢管管帽密封管套防撞胶套橡胶帽

平头硅胶套是一种专为圆管末端设计的耐高温保护配件,广泛应用于钢管、不锈钢管及各类金属/非金属管道的封口与防护。采用优质硅胶材料制成,具备优异的耐高温、耐腐...
0.27

橡胶条U型防撞包边条橡胶卡条玻璃嵌条配电箱机柜u型条密封条封王

橡胶条U型防撞包边条是一种多功能密封与防护配件,广泛应用于配电箱、机柜、玻璃门窗及各类设备边缘。采用优质橡胶材质,具备优异的弹性、耐老化、防水防尘和抗冲击...
0.72

印字号码管 热缩管打印 电线标示光伏套管线号印字编码光伏号码管

印字号码管是一种用于电线、电缆和光伏组件的专业标识产品。它采用先进的热缩技术,能够在热缩管表面清晰地印制数字、字母或特殊编码,确保标识信息在长期使用和各种...
10

EPDM配电箱机柜密封条三元乙丙橡胶半圆海绵自粘发泡胶条20*10mm

EPDM配电箱机柜密封条采用优质三元乙丙橡胶(EPDM)材质,具备优异的耐候性、耐臭氧、耐高低温(-40℃~+120℃)及抗老化性能,适用于户外及严苛环境。其半圆海绵结构设计,兼具...
1.08

网站栏目