张海伟,刘家林,郑学林

(上海海事大学商船学院,上海201306)

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热声制冷技术是二十一世纪全新的制冷技术,在最近的二十年,世界许多的物理学家和机械工程师们都致力于研究这种基于热声理论的新型热机和制冷机,无论是在理论方面还是工程应用方面都取得了突破性的进展,许多研究已经进入到了实用的商业化阶段。与传统的蒸汽压缩式制冷相比,热声热机具有无可比拟的优势:无需使用污染环境的制冷剂,而是使用惰性气体和其混合物作为工质,因此不会导致使用CFCs和HFCs产生臭氧层的破坏和温室效应而污染环境;无需振荡的活塞和密封润滑,无运动的部件,使寿命大大延长[1,3,17]。热声制冷几乎克服了传统制冷的缺点,可成为下一代制冷技术发展的方向。

长期以来热声系统效率低的问题一直成为热声产品实用化的瓶颈,前期的主要产品也限于使用在军事领域,由于各国学者的不懈努力,近几年热声产品的效率获得大幅度的提高,尤其是美国Los-Alamosg国家实验室经过潜心的研究,在效率获得革命性的突破,其热声热机的效率达到0.2～0.4,达到可与现有的传统的蒸汽压缩过程的内燃机和制冷机相竞争的水平。效率的大幅提高为热声产品的发展扫清了最后的障碍,这意味着热声装置商业化开发和应用的时代已经到来。

目前,热声制冷的研究主要集中在低温制冷领域的共振型驻波热声制冷机 (-50℃以下)以及热声驱动脉管制冷机 (80K以下)。……