摘要：热声发电技术在太阳能、工业废热等低品位热能利用方面具有广阔的应用前景。该文从电–力–声类比的角度对直线发电机的控制方程进行了理论分析,并借助线性热声理论对热声斯特林发电系统进行了模拟计算,分析了外接负载、电路谐振和四通处压力振幅对热声发电系统输出特性的影响。理论计算表明通过降低发电机电路的虚部阻抗,调节直线发电机的声阻抗,可以大大改善热声发电系统的输出特性。设计并搭建了热声斯特林发电实验台,实验证明在发电机电路中串入电容器降低虚部阻抗后,系统的输出电功从122.9W增加至150.6W,同时热电效率从5.3%提高到7.8%。

摘要：热声发电是一种新型的发电技术,可以有效利用太阳能、工业废热等低品位能源。基于线性热声理论建立了热声发电系统中直线发电机的物理模型,对其声电转换参数进行了模拟计算。设计并搭建了热声发电系统用直线发电机的实验台,通过测量发电机活塞位移、入口压力、背腔压力、输出电功等参数,对发电机的运行特性特别是声电转换效率进行了研究,初步证明了理论模型的可靠性。此外,还提出了一种简单测算直线发电机效率的有效方法。

摘要：热声发电机具有高效率、高可靠性且可利用低品位热能等突出优点,可望在太阳能发电和低品位热能回收等领域获得广泛应用。文中基于线性热声理论和直线发电机的简化模型对行波热声发电系统的输出性能进行了理论分析和计算,重点分析了机械谐振和电路谐振对于输出电功和效率的影响。设计并搭建了一个由行波热声发动机和单台直线发电机组成的热声发电系统。理论和实验均表明,机械谐振和电路谐振是行波热声发电系统获得良好性能的2个关键因素。以2.1 MPa的氦气为工质,通过优化机械和电路阻抗使得系统达到谐振状态,该系统最终获得了191.1 W的电功和7.15%的热电效率。

摘要：温控是土工离心机设计中的关键问题之一,温度超标将严重影响实验的准确性和安全性。当常规散热方式无法满足温控要求时,降低风阻功率成为温控的重要方法,氦气置换空气及降压均能降低风阻功率。本文对ZJU400 g•t离心机进行了仿真,基于雷诺运输方程和CFD模拟结合的方法对降压和氦置换对风阻功率的影响进行了研究。模拟结果显示:(1)常压下空气的模拟风阻功率和实测结果偏差<15%,验证了模拟的可靠性;(2)风阻功率与压力成指数(指数<1)关系;(3)相同压力下氦工质风阻功率约为空气的17%~19%。进一步研究表明风阻功率与有效运动黏度、速度空间分布和压力有关,并得到风阻功率随压力和氦置换变化的主要原因。

摘要：目的给出可靠的CFD模拟方法,用于土工离心机风阻功率估算,得到流场及温度场模拟结果。方法针对ZJU400中高速大型土工离心机,利用结构化网格划分使转臂及内壁面处的y+值<30,使其满足湍流模型边界层厚度要求。利用k-omega SST湍流模型和MRF多参考系方法对ZJU400土工离心机进行数值模拟,对模拟所得风阻功率、流场和温度场进行对比验证。结果模拟所得风阻功率与ZJU400实测数据偏差<10%,模拟所得流场与文献[8]中的结果吻合,温度场与实测数据吻合。结论针对ZJU400中高速大型土工离心机的CFD模拟方法取得了精度较高的模拟结果,通过仿真模拟弥补了大型土工离心机实验数据缺乏问题,减少了对实验数据的依赖,为制造设计和研究大型土工离心机提供了CFD模拟方法。