汪建新 李 萌

(内蒙古科技大学机械工程学院 包头 014010)

1 引言

随着世界经济高速发展,人类对能源的需求与能源供应之间产生供求关系不平衡。环境保护在社会发展中越来越受到重视,人们开始向新型能源和节能技术等领域拓展。在开发新能源、寻求新技术的不断探索中,热声效应研究是一块非常重要的内容,其中热声制冷技术更是制冷领域的新型前沿学科。热声制冷机的核心部件是板叠,板叠上气体与板叠的换热特性是重点研究方向,该研究对进一步提升热声制冷机的制冷效率有重大意义。同时,工作参数对换热的影响同样重要,包括声波频率、振幅以及板叠材料等。

在国内外相关研究中,大多通过试验对换热特性进行探究,而试验结果的准确性又受到试验器材、试验场所及人为等因素影响。本文以数值模拟和试验探究相结合的方法研究这一问题,以数值模拟的方法建立微气团在循环周期内发生温度变化、与固体板叠进行热量交换的模型,详细分析振动制冷过程中任一时刻的温度及热量变化。选择合适水平及正交表进行仿真试验,统计分析板叠两端温差的大小,探索各工况参数之间的最佳组合,为提高工作效率提供参考。通过搭建试验平台进行试验探究,在对试验结果分析之后和数值模拟结果比对,把握各参数对制冷效果的影响,为改善制冷效果提供努力方向[1-2]。

2 物理模型简化及有限元模型建立

首先是物理模型的建立。……