新型热声制冷-双作用行波热声制冷机热力特性的数值模拟研究

杨卓; 罗二仓; 陈燕燕

doi:10.3969/j.issn.0253-4339.2012.05.020

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新型热声制冷-双作用行波热声制冷机热力特性的数值模拟研究

更新时间：2024-07-18

- 新型热声制冷-双作用行波热声制冷机热力特性的数值模拟研究
- Numerical Study on Thermodynamic Performance of a Novel Thermoacoustically Driven Refrigerator---Double-acting Traveling-wave Thermoacoustic Refrigerator
- 制冷学报 2012年33卷第5期
- 作者机构：
  
  1. 中国科学院低温工程学重点实验室，中国科学院研究生院
  2. 中国科学院低温工程学重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家科技部基础研究项目（2010CB227303）、国家自然科学基金重大项目（50890181）。
- DOI：10.3969/j.issn.0253-4339.2012.05.020
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2012
- 稿件说明：
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杨卓, 罗二仓, 陈燕燕. 新型热声制冷-双作用行波热声制冷机热力特性的数值模拟研究[J]. 制冷学报, 2012,33(5).

Yang Zhuo, Luo Ercang, Chen Yanyan. Numerical Study on Thermodynamic Performance of a Novel Thermoacoustically Driven Refrigerator---Double-acting Traveling-wave Thermoacoustic Refrigerator[J]. Journal of refrigeration, 2012, 33(5).
杨卓, 罗二仓, 陈燕燕. 新型热声制冷-双作用行波热声制冷机热力特性的数值模拟研究[J]. 制冷学报, 2012,33(5). DOI： 10.3969/j.issn.0253-4339.2012.05.020.

Yang Zhuo, Luo Ercang, Chen Yanyan. Numerical Study on Thermodynamic Performance of a Novel Thermoacoustically Driven Refrigerator---Double-acting Traveling-wave Thermoacoustic Refrigerator[J]. Journal of refrigeration, 2012, 33(5). DOI： 10.3969/j.issn.0253-4339.2012.05.020.

摘要

对一种新型热声制冷系统—双作用行波热声制冷机进行了研究，设计了一台在气液双作用行波热声发动机上使用的行波制冷机，并通过数值模拟优化了制冷机的结构尺寸。在环境温度300K，制冷温度250K的条件下，新型的双作用制冷机的COP达到了2.74，相对卡诺效率接近60%，声功消耗为534W，制冷量为1464.9W。通过对传统的斯特林制冷机及不同结构的行波制冷机计算比较。结果表明：从压比、效率、制冷量等多角度考察，新型的双作用行波制冷机更适合与气液双作用行波热声发动机耦合工作。它具有潜在的高效率、热驱动及无运动部件的优点，非常有潜力成为常规制冷方式的一种替代技术。

Abstract

A new thermoacoustic refrigerator which is driven by a double-acting traveling-wave thermoacoustic engine have been researched and designed. Through numerical simulation

we optimize the structure parameters of the refrigerator. Under the design conditions

the new refrigerator reaches a COP of 2.74

a relative Carnot efficiency of 60%

a consumed P-V power of 534W

and a cooling capacity of 1464.9W. In addition

a traditional Stirling refrigerator and the new thermoacoustic refrigerator with double-action operation are calculated and compared for operating pressure ratio

efficiency

cooling capacity and other features

and the simulated results show that the new thermoacoustic refrigerator is very efficient and suitable for coupling with a double-action

traveling-wave thermoacoustic engine. Thermoacoustic refrigerator with double-action operation has good potential as an alternative of ordinary refrigeration technology due to intrinsic high efficiency heat driven mechanism

no moving components and environmental friendliness

etc.

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