基于热声理论的声能控制及声能利用研究

发布时间：2024-02-15 03:17

　　在燃烧动力领域,热声振荡一直是研究学者关注的问题。热声振荡,一方面造成了热声不稳定的产生,即大振幅的低频振荡,在一定程度上导致系统设备的疲劳损伤,甚至有可能产生事故熄火等;另一方面,由于热声效应的存在,热声发电技术逐渐发展起来,它可以利用低品位热能,从而在太阳能和工业废热的高效利用方面提供了新思路。本文将从声能控制和声能利用两个部分展开研究。首先,本文搭建了 Rijke管热声特性实验台,探究了不同管长、不同功率下Rijke管的基本热声特性。实验结果表明,起振功率随着管长增加而先减小后增大,当长径比为20时起振功率最低;同一管长(或长径比)下,随功率的增加,声压级呈现升高的变化趋势,频率基本保持不变;同一功率下,随着管长的增加,声压级的变化呈现“双峰”的变化规律,而频率逐渐降低。其次,综合考虑选取长径比为20的Rijke管搭建声能控制实验台,通过扬声器主动发声实现热声不稳定的主动控制。实验结果表明,扬声器的激励频率在热声主频附近时,扬声器是一种有效的主动控制手段。当扬声器声波频率为200Hz,声压级为120dB时,控制效果最好,高达81.7%。最后,本文为探究声电转化的实验机理,进行了基...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 脉动燃烧技术
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 脉动燃烧实验研究现状
        1.3.2 热声控制研究现状
        1.3.3 热声发电研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 基于Rijke管热声特性的实验研究
    2.1 引言
    2.2 实验器材
    2.3 热声特性实验
        2.3.1 管长对起振功率的影响
        2.3.2 功率、管长对声压级的影响
        2.3.3 功率、管长对频率的影响
    2.4 本章小结
第3章 基于Rijke管热声主动控制的实验研究
    3.1 引言
    3.2 热声不稳定的产生机理
    3.3 热声不稳定的主动控制
        3.3.1 实验装置及工况介绍
        3.3.2 扬声器置于入口处的控制实验
        3.3.3 实验结果及数据处理
    3.4 本章小结
第4章 热声声电转化的实验研究
    4.1 引言
    4.2 基于扬声器的声电转化理论分析
    4.3 声电转化冷态实验研究
        4.3.1 扬声器输入电功对输出电功和转化效率的影响
        4.3.2 频率对输出电功和转化效率的影响
        4.3.3 负载对输出电功和转化效率的影响
    4.4 基于Rijke管声电转化热态实验研究
    4.5 本章小结
第5章 总结和展望
    5.1 本文研究内容及结论
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文和研究成果
致谢



本文编号：3899109