驻波型热声制冷机的搭建及理论验证

doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.180543

大学物理 ›› 2019, Vol. 38 ›› Issue (5): 48-.doi: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.180543

驻波型热声制冷机的搭建及理论验证

张世红，汪寅鹏，严琪琪

1.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191; 2.北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191; 3.北京航空航天大学物理科学与核能工程学院，北京100191

收稿日期:2018-10-04 修回日期:2018-11-28 出版日期:2019-05-20 发布日期:2019-06-13
通讯作者: 严琪琪，E-mail: yanqif110@ 163.com
作者简介:张世红( 1997—) ，男，甘肃天水人，北京航空航天大学能源与动力工程学院2016 级本科生.
基金资助:
2018 北航校教改项目资助

Construction and theoretical verification of standing wave thermoacoustic refrigerator

ZHANG Shi-hong1，WANG Yin-peng2，YAN Qi-qi3

1. School of Energy and Power Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China; 2. School of Elctronic and Information Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China; 3. School of Physics and Nuclear Energy Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China

Received:2018-10-04 Revised:2018-11-28 Online:2019-05-20 Published:2019-06-13

摘要/Abstract

摘要： 基于驻波特性和换热基本理论设计并搭建了一台驻波型热声制冷样机，并对利用压力声学和线性热声理论分析热

声效应的方法分别进行了验证.系列控制变量实验表明，当扬声器的驱动电压为7 V，驱动频率为315 Hz，无量纲化的热声堆

位置为0.27 时，样机冷端可获得2.16 K 的理想降温; 且扬声器的驱动电压在测定范围内对制冷量的影响呈现明显的正相关.

采用该实验装置的物理参数值，利用DeltaEC 程序和线性热声学理论的计算较好地吻合了实验结果，验证了这种分析方法的

可行性.

关键词: 热声制冷, 驻波, 驱动频率, 热声堆, 理论验证

Abstract: A prototype of standing wave thermoacoustic refrigerator is designed and constructed based on the

characteristics of standing wave and the basic theory of heat transfer. Besides，the methods of analyzing thermoacoustic

effect by pressure acoustics and linear thermoacoustic theory are verified respectively. The results of experiment

show that the cold side can obtain an ideal cooling of 2.16 K when the speaker driver voltage is 7 V，driving

frequency is 315 Hz，and dimensionless thermoacoustic stack location is 0. 27; the driving voltage of

loudspeaker has a positive correlation with the refrigerating capacity in the range of measurement. The experimental

results are well matched by the prediction of the DeltaEC program and linear thermoacoustic theory when use the

physical parameter values of the experimental device，which verifies the feasibility of this analysis method.

Key words: thermoacoustic refrigeration, standing wave, driving frequency, thermoacoustic stack, theoretical verification

张世红, 汪寅鹏, 严琪琪. 驻波型热声制冷机的搭建及理论验证[J]. 大学物理, 2019, 38(5): 48-.

ZHANG Shi-hong, WANG Yin-peng, YAN Qi-qi. Construction and theoretical verification of standing wave thermoacoustic refrigerator[J]. College Physics, 2019, 38(5): 48-.

[1]	罗京, 郭中华. 空气中声速随温度变化规律的简易实验[J]. 大学物理, 2022, 41(4): 56-.
[2]	李海凤, 陈康康. 无限深方势阱本征值和本征态的三种求解方法[J]. 大学物理, 2022, 41(2): 26-.
[3]	苗永平, 孙二平, 李忠丽, 代坤, 梁润泽, 张振, 刘维慧. 弦线驻波实验装置改进[J]. 大学物理, 2021, 40(3): 29-32.
[4]	颜茜, 祝菲霞, 袁正能, 王昆林. 用DIS 数字化信息系统测量金属棒中声速的有效方法[J]. 大学物理, 2021, 40(2): 25-31.
[5]	秦吉红, 邱红梅, 梁颖. 大学物理中关于驻波教学的一些体会[J]. 大学物理, 2020, 39(8): 7-10.
[6]	董勇, 张洁. 利用驻波测量弦线的直径及其杨氏模量[J]. 大学物理, 2020, 39(11): 36-38.
[7]	金硕, 严琪琪, 李成翊, 张兆航, 黄安平. 驻波声场中悬浮临界密度及稳定性研究[J]. 大学物理, 2020, 39(05): 20-26.
[8]	张波, 刘向远, 赵敏福, 方杰, 张刚, 孔敏, 袁好. 一种声控发光驻波管测量声速的分析[J]. 大学物理, 2019, 38(8): 26-.
[9]	何家奇, 韩社教. 共振频率激励下弦振动定解问题的求解[J]. 大学物理, 2019, 38(6): 45-.
[10]	张博一, 熊畅, 胡斌, 唐芳, 李朝荣. 基于傅里叶光学理论的声驻波成像分析[J]. 大学物理, 2019, 38(4): 54-58.
[11]	孙阳，华波. 基于ANSYS 软件的驻波管虚拟仿真实验设计[J]. 大学物理, 2018, 37(9): 30-36.
[12]	曹小敏，邵港萍，陆星辰，李成金，钱铮. 支撑点与振源重合的圆形薄板二维驻波的实验与仿真研究 [J]. 大学物理, 2018, 37(6): 57-60.
[13]	方奕忠，沈韩，崔新图，廖德驹，冯饶慧，王钢. 扇形薄板二维驻波的研究[J]. 大学物理, 2017, 36(3): 8-13.
[14]	方奕忠，沈　韩，王　钢，崔新图，廖德驹，冯饶慧. 内边界固定情况下环形薄板二维驻波的研究[J]. 大学物理, 2016, 35(6): 15-19.
[15]	杨　泓，谯楷耀，阮承宗. 水波色散关系测量方法探讨[J]. 大学物理, 2016, 35(10): 52-55.

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