磁致伸缩换能器热声制冷机结构设计与验证.pdf

2016年11月1日
现代电子技术
Nov.2016
第39巻第21期
Modern Flec Tronics Technique
ol.39No.21
doi:10.16652/j.issn.1004-373x.2016.21.039
磁致伸缩换能器热声制冷机结构设计与验证
孙建平',汪建新2
(1.内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010;2.内蒙古科技大学机械工程学院,内蒙古包头014010)
摘要:在分析热声制冷装置热声转换原理的基础上,对微型热声制冷机主要零部件的结构参数进行设计和计算,确
定了一种以磁致仲缩换能器驱动的热声制冷机系统结构。用 ANSYS软件对所述系统进行流体动力学分祈。实验结采表
明,这系蜿在給定的边界条件下,板叠内部产生热声效应,从热端到冷端有明显的温降。通过实验验汪了所得制冷机结构的
可行性,为機型磁致仲编能器热声制冷机进一步优化设计提供了甚础
关键词:磁致伸縮換能器;热声制冷;热声效应;换热器;板叠
中图分类号:TN812.3-34
文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2016)21-0164-04
Structure design and verification of thermo-acoustic refrigerator
driven by magnetostrictive transducer
SUN Jianping, WAVG Jianxin
1 School of Mining and Coal, Inner Mongolia Lniversity of Science &Technology, Baotou 014010, China
2. School of Mechanical Enginccring, Inner Mongolia University of Scienec&Technology, Baotou 014010, China)
Abstract: On the basis of analyzing the thermo-acoustic conversion principle of thermo-acoustic refrigerating device, the
struclure parumeters of main components of the miniature thermo-acoustic refrigerator were designed and calculaled to determine
a system structure of thermo-acoustic refrigerator driven by the magnetostrictive transducer. The hydrodynamics of the mentioned
system is analyzed with A\SYS software. The results show that, under the given boundary condition. the thermo-acoustic effect
is generated in the stack, and the temperature is dropped significantly from the hot end to the cold end. The feasibility of the re
Irigeralor struclure was verified with the experiment, which provides the foundation for further optimization design of thermo
acoustic refrigerator driven by magnetostrictive transduce
Keywords: magnetostrictive transducer; thermo-acoustic refrigeration; thermo-acoustic effect; heat exchanger; stack
提供一种解決方案。
磁致伸缩换能器热声制冷机是一种用声源产生振
热声制冷机主要零部件的设计
荡提供动力实现制冷的热声能量转化装置。共振管的
热声制冷机系统的结构原理图,如图1所示。主要
内部设置有平板状板叠。声波使流体工质发生振荡,掀振
荡的流体与板叠的表面发生相互作用,进而产生热声效由声容、共振管、板叠等零部件组成
应,使热量持地从低温換热器输送至高温换热器,从
而实现制冷的效果"。热声转换的原理非常复杂,难以
依据热声理论对热声系统展开整体设计。日前,普遍的
共振管
做法是借鉴一些现有的经验,对系统内的重要部件开展
温度采
初步的设计,之后再进行校核和计算,并通过实验修正,
冷端换热器
揭成仪
实现预期的目标。本文采用 ANSYS对其气体工质进
热端器
计机
行流体动力学分析及制冷效果模拟,并通过实验进行验
证,直观的为微型磁致伸缩换能器热声制冷机结构优化
发生器
袋电信与
率计
收稿日期:2016-02-23
基金项目:国家自然科学基金(51.365033)
图1热声制冷机结构原理图
万数据