基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法，包括如下步骤：①、将压力放大比定义为谐振管性能评估指标，压力放大比为谐振管小端压力振幅与大端压力振幅之比，即：

Performance evaluation method of an axisymmetric thermoacoustic tube based on the pressure amplitude ratio at both ends

The invention discloses an axisymmetric thermoacoustic resonant tube than the performance evaluation method based on the pressure amplitude, which comprises the following steps: firstly, the pressure amplification ratio is defined as the resonance tube performance evaluation index, pressure amplification ratio Xiaoduan resonance tube pressure amplitude and amplitude ratio of the main pressure, i.e.:

【技术实现步骤摘要】
基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法
本专利技术属于热声热机(包括热声发动机、热声制冷机、热声热泵等)的
，具体涉及一种基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法。
技术介绍
目前，在热声热机(包括热声发动机、热声制冷机、热声热泵等)领域中，许多研究结果表明，采用变截面谐振管可以极大地提高压力振幅，产生符合工业要求的大振幅声波，如中国专利申请号01131811.2公开的变截面脉管制冷机、中国专利申请号200810232133.6公开的太阳能驱动的同轴行波发动-驻波制冷装置、中国专利申请号200410098438.4公开的一种带有渐扩截面谐振腔的热声发动机等。因此，如何评估一个谐振管的性能，对谐振管的优化设计有着重要意义。在谐振管性能评估方面，目前的方法都是根据谐振管压比的大小来衡量谐振管的性能，如文献“Young-DooChunetc.Numericalanalysisfornonlinearresonantoscillationsofgasinaxisymmetricclosedtubes.JournalofAcousticsocietyofAmerica,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法，其特征在于，包括如下步骤：①、将压力放大比定义为谐振管性能评估指标，压力放大比为谐振管小端压力振幅与大端压力振幅之比，即：

【技术特征摘要】
1.一种基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法，其特征在于，包括如下步骤：①、将压力放大比定义为谐振管性能评估指标，压力放大比为谐振管小端压力振幅与大端压力振幅之比，即：该比值只与谐振管形状和工质有关；②、基于转移矩阵，建立谐振管两端压力振幅比的数学模型，计算出压力放大比；③、根据压力放大比的值评估热声谐振管的性能，压力放大比的值越高，热声谐振管的性能越好。2.根据权利要求1所述的基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法，其特征在于，在步骤②中，谐振管压力放大比的计算步骤如下：S1、根据谐振管内的声压和体积流率的一阶近似，得到描述谐振管内流动的动量方程和连续性方程；S2、通过转移矩阵表示动量方程和连续性方程的解；S3、根据边界条件得到关于谐振管基频ω1的非线性方程，以及压力放大比关于基频的函数；S4、解关于谐振管基频ω1的非线性方程，得到谐振管的基频ω1；S5、把所得的谐振管基频ω1，代入到S3中所得到的压力放大比关于基频的函数中，得到谐振管的压力放大比。3.根据权利要求2所述的基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法，其特征在于，在步骤S1中，对谐振管内的声压p和体积流率U进行一阶声近似：p＝pm+Re[p1(x)eiωt],U＝Re[U1(x)eiωt]其中，pm为平均压强，ω为谐振频率，p1，U1分别是一阶压力和一阶体积流率振幅，Re是取实部函数，i为虚单位，得到描述谐振管内流动的动量方程和连续性方程(1)：其中，A为谐振管横截面积函数，γ为管内气体的比热，ρm为管内气体的平均密度，fμ、fκ分别表示粘、热函数，当谐振管横截面为圆形时为：当谐振管横截面为方形时为：其中，分别为粘性渗透深度和热渗透深度，μ,k分别是动力粘性系数和热传导系数，J0,J1为Bessel函数，cp为等压比热容。4.根据权利要求3所述的基于两端压力振幅比的轴对称热声谐振管性能评估方法，其特征在于：所述谐振管横截面积函数A为截面位置x的函数。5.根据权利要求2所述的基于两端压...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭叶辉，张晓青，冯和英，常鸿，金诚明，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43