Basierend auf der Thermoakustik-Theorie untersucht dieser Artikel aus der Perspektive der Lastimpedanzanpassung die Ausgangsmerkmale des Vuilleumier (VM) Thermokompressors, zeigt die Änderungen des Ausgangsdruckverhältnisses, der Ausgangs-Schallleistung und der Effizienz in Abhängigkeit von der Lastimpedanz auf und analysiert die Anpassungsbeziehung zwischen dem Thermokompressor und der angeschlossenen Lastimpedanz. Die Berechnungen wurden mit der Sage-Software durchgeführt und die Ausgangsmerkmale des Thermokompressors bei zwei verschiedenen Rückwärmetauscher-Durchmessern verglichen. Die Ausgangsimpedanzamplitude des Thermokompressors liegt zwischen 4×10-8 und 4×10-9 (Pa·s)/m3, der Impedanzwinkel zwischen -60° und 60°. Die Berechnungsergebnisse zeigen: Die Ausgangsschallleistung, das Druckverhältnis und die Effizienz des Thermokompressors ändern sich signifikant mit der Amplitude und dem Winkel der Impedanz; bei kapazitiver Last beeinflusst die Amplitude der Impedanz die Ausgangsschallleistung deutlich; bei unterschiedlichen Impedanzwinkeln beeinflusst die Amplitude das Ausgangsdruckverhältnis deutlich; die Effizienz variiert ebenfalls deutlich mit Amplitude und Winkel. Allerdings erreichen die Ausgangsschallleistung, das Druckverhältnis und der thermische Wirkungsgrad nicht unbedingt denselben optimalen Wert bei gleicher Impedanz, daher sollte bei der Auslegungsanpassung eines Thermokompressors, der eine Niedertemperatur-Kältemaschine antreibt, die geeignete Impedanzamplitude und der Winkel unter Berücksichtigung der Ausgangsschallleistung, des Druckverhältnisses und der Effizienz ausgewählt werden. Aus Sicht der Ausgangsschallleistung und des Druckverhältnisses ist die Leistung des Thermokompressors mit einem 30-mm-Regenerator besser als die mit einem 40-mm-Regenerator.

Ausgangsmerkmale;Numerische Simulation;Thermokompressor;Lastimpedanz