气-液耦合双作用行波热声制冷系统数值模拟研究

作者：迟佳欣; 徐静远; 张丽敏; 李萍; 罗二仓^*

来源：制冷学报, 2021, 42(04): 50-56.

DOI：10.3969/j.issn.0253-4339.2021.04.050

• 热声
• 热声发动机
• 热声制冷
• 气液耦合

为解决传统热声制冷系统因采用气体谐振管导致整机效率较低的问题,本文提出一种新型气-液耦合双作用行波热声制冷系统,通过数值模拟优化了系统结构尺寸,并对其性能进行了数值模拟分析。首先,对三级气-液耦合双作用行波热声制冷系统的声功、压力及体积流幅值等重要参数的沿程分布进行了研究;然后,研究不同级数下系统的声功、热声转换效率等特性参数;最后,对比分析了各级系统的制冷量及COP随压力的变化特性。研究结果表明:在环境温度293 K、加热温度400 K、制冷温度270 K、平均压力1 MPa下,三级系统COP达到0.7,制冷量为0.78 kW,运行频率为13 Hz,系统相对卡诺效率为22.3%。系统级数增加,整机的功率密度提高,当平均压力为10 MPa时,六级系统制冷量达到最大值16.1 kW,COP为0.38。

• 出版日期2021
• 单位中国科学院大学; 中国科学院理化技术研究所