熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)

  自激震蕩是熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)非常重要的特征，能否起振，起振的難易程度都直接影響到熱發(fā)動(dòng)機(jī)的使用。為了解在小型高頻熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的起振過(guò)程中參數(shù)系統(tǒng)的變化情況，本實(shí)驗(yàn)選用了內(nèi)徑為20mm的諧振管，回?zé)崞饔?00目的不銹鋼絲網(wǎng)填充，工質(zhì)為氦氣，平均工作壓力為2.5mp，回?zé)崞骼涠藫Q熱器由水冷卻保持在環(huán)境溫度。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱端加熱功率加到120w，隨著時(shí)間的變化，能量在回?zé)崞鞯臒岫酥饾u積蓄，回?zé)崞鳠岫说臏囟?。平穩(wěn)升高。當(dāng)溫度t上升到610的時(shí)候，此時(shí)溫度有一個(gè)驟然上升的過(guò)程，在短短3S的時(shí)間內(nèi)，就上升到了648.6k，溫度由開始迅速下降，并在十幾秒內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定，此時(shí)溫度僅為570k.可以看出，回?zé)崞鳠岫朔€(wěn)定工作的溫度和起振溫度是很大差別的，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)的小型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)而言，該溫差接近80K.同時(shí)還看到，系統(tǒng)穩(wěn)定后，回?zé)崞鳠岫说臏囟壬踔帘绕鹫袂暗臏囟冗€低，造成這種現(xiàn)象的原因主要還是由熱聲效應(yīng)產(chǎn)生的，在回?zé)崞鳠岫藴囟冗€未達(dá)到臨界溫度的時(shí)候，隨著溫度的升高，熱最主要以熱傳導(dǎo)的方式從回?zé)崞鞯臒岫藗鲗?dǎo)到主冷端換熱器的，溫度的上升也是比較緩慢的，當(dāng)系統(tǒng)振以后，大量的熱瞬間流向回?zé)崞鳎瑹崃吭谒查g集聚在回?zé)崞鞯臒岫?，從而造成回?zé)崞鞯臒岫藴囟润E然升高，隨著系統(tǒng)振蕩的穩(wěn)定，熱量一部分轉(zhuǎn)化為聲工，一部分側(cè)被主冷端的冷水帶走，因而在加熱量不變的情況下，相比較于純熱傳導(dǎo)，此時(shí)聚集在回?zé)崞鞯臒崃繒?huì)大大減少，此時(shí)溫度也會(huì)隨之下降，甚至于穩(wěn)定后的工作溫度比起來(lái)振前的溫度還低。這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的熱動(dòng)力學(xué)過(guò)程，迄今為止，還未有一個(gè)準(zhǔn)確的模型對(duì)之進(jìn)行描述。