行波热声发动机末端耦合方式研究

ANSYS Example07热-结构耦合分析算例 (ANSYS)

07 热－结构耦合分析算例(ANSYS) 在土木工程结构中，温度应力在很多情况下对结构的影响很大。很多时候需要先对结构进行热传导分析，得到结构内部的温度应力分布，再进行结构分析，得到由于温度产生的结构内力。ANSYS提供了很方便的热分析－结构分析切换工具，本节将以一个圆环的热应力分析为例，介绍ANSYS提供的相关功能。 (1)首先进行热分析，进入ANSYS主菜单Preprocessor->Element Type->Add/Edit/Delete， 选择添加单元为Quad 4 node 55 号热分析单元 (2)进入ANSYS主菜单Preprocessor->Material Props->Material Models，添加热传导速率 参数Thermal->Conductivity->Isotropic，设定热传导速率为0.07。添加力学属性Structural->Linear->Elastic->Isotropic，设定弹性模量为30e9，泊松比为0.2。添加热膨胀系数Structural->Thermal Expansion->Secant Coefficient->Isotropic，设定热膨胀系数为1e-5。 (1)开始建立模型。还是按照ANSYS标准的点、线、面、体建立模型。首先建立关键点。 在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Keypoints->In Active CS，输入以下关键点信息 (2)下面开始建立弧线。在ANSYS主菜单Preprocessor-> Modeling-> Create-> Lines-> Arcs-> By End KPs&Rad，首先点选关键点2和3，然后点选中心点1，最后输入半径为5，生成第一个圆弧。接着点选关键点4和5，然后点选中心点，输入半径8。生成第二个圆弧 (3)在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Lines->Straight Line，连接关键 点2，4和3，5。组成圆环轮廓 (4)在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Arbitrary->By Lines，点选圆环周 边轮廓线，生成圆环面。 (5)下面划分网格，由于本模型只有一种单元一种材料，所以不必复杂的设置属性。进入

斯特林发动机模型制作大全

制作热声效应斯特林引擎 十九世纪的吹玻璃工人，偶尔会听到被加热的玻璃管自然发出神秘的单音，这令人费解的声音其实是热机的另一种输出形式。一般的引擎以转动的形式输出能量;声音也具有能量，只不过以空气作为传递的媒介。 热声效应的原理 空气振动形成声音，声音发生时，为方便讨论，将传播声音的空气分成无数小块空气，应用牛顿力学来分析空气振动的情形，会得到声音的波动方程式，此方程式的解显示：声音传播时，各个小块空气都会发生膨胀收缩和位移。如果小块空气被压缩后，再被加热膨胀，对周围空气作较大的正功;之后这小块空气又先被冷却，再被压缩，作较小的负功 (周围空气对这小块空气作较小的功) 。虽然这小块空气并非对活塞或涡轮作功，而是对周围空气作功，事实上也完成了工作流体加热后膨胀，冷却后被压缩的热机循环，把热能转换成声音振动的能量，增加声音的强度，此即所谓“热声效应”。 凡是利用工作流体在冷、热区间移动，执行压缩的工作流体经加热而膨胀作正功，膨胀后先冷却再压缩作负功的热机循环，这样的机构都被归类为斯特林引擎。利用热声效应把热能转换成机械能的装置，也就称为热声效应斯特林引擎(thermoacoustics stirling heat engine) ，热声效应斯特林引擎大致可分为驻波(standing wave)和行波(traveling wave)两种。 驻波型斯特林引擎的作功原理 驻波型斯特林引擎，基本上是一端闭口，一端开口的管状共振腔，在共振腔内近闭口端装有热片堆(stack)，热片堆中有许多平行共振腔轴向的密集穿孔。热片堆在靠近闭端温度较高，另一端温度较低，于是延共振腔轴向的温度梯度(temperature gradient)相当大。 当驻波发生时，热堆片穿孔中的各小块空气(工作流体)向闭口端位移，而被压缩，同时移向热片堆较高温处，该小块空气在热穿透深度(thermal penetration depth)以内的部分，会被热片堆加热，使得温度升高，随即膨胀对周围空气做较大的正功，驻波的能量于是加大，小块空气也随着膨胀，同时移至热片堆的冷端，当能量增加的驻波再度压缩这小块空气时，此小块空气已先被较低温的热片堆冷却，只消耗较少的声波能量即可被压缩。于是，热能便不断地变成驻波的能量。 动手做驻波型斯特林引擎 本文介绍一种驻波型热声效应斯特林引擎的制作方法，所需材料都是一般实验室常见的东西：

热泵技术与热声技术

热泵技术与热声制冷技术 摘要本文主要通过介绍热泵技术与热声制冷技术的概念，原理，主要技术，研究热点及应用，热泵技术还介绍了各个技术的优缺点，应用及应用限制，目前存在的问题及对应的解决方案，并对两种技术的今后发展进行了展望。 1.热泵技术 热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出能用的高品位热能的设备。现在我国主要利用三种热泵技术，分别是水源泵，地缘热泵，以及空气源热泵。 1.1热泵新技术主要为热泵系统节能新技术，热泵变频节能技术，同时供冷供热的热泵系统，高湿地区空气源热泵除霜技术，污水冷热源热泵技术应用等[1]。 1.2技术上存在方面问题风冷热泵型机组存在体型较大，噪声较高，除霜技术尚不完善等问题。主要应用风冷热泵的地区是长江流域，由于其气候原因，要求热泵必须适应0℃以下低温高湿气候环境；吸收式溴化锂制冷机组效率偏低；房间空调器存在噪声污染、热污染（大量电机功率转化的热量排入住宅）和制冷剂污染，特别是（分体式空调机安装和使用时的泄漏）。 1.3技术发展总趋势主要发展高效率的供热、供冷热泵和超级热泵系统。机械压缩式热泵的发展:（1）制冷剂侧的热泵控制（2）压缩机能量控制（3）压缩机设计（4）新工质技术；吸收式热泵和吸收式热变换器压缩-吸收式热泵；高温热泵[2]。 1.4水源热泵 1.4.1水源热泵技术的工作原理通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。 1.4.2优点高效节能、属可再生能源利用技术，节水省地，环保效益显著，水源热泵系统可供暖、制冷、还可供生活热水，一机多用，水体波动小、运行稳定可靠，装置结构简单、维护方便等。

汽车发动机原理课后答案

第一章 1简述发动机的实际工作循环过程。 答: 2画出四冲程发动机实际循环的示功图，它与理论示功图有什么不同？说明指示功的概念和意义。 理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体随温度等因素影响会变大，而且实际循环中还存在泄露损失.换气损失燃烧损失等，这些损失的存在，会导致实际循环放热率低于理论循环。指示功时指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi,指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量。 4什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5什么是发动机的有效指标？主要有哪些？ 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm. 第二章

1为什么发动机进气门迟后关闭.排气门提前开启？提前与迟后的角度与哪些因素有关/ 答：进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能，从而实现在下止点后继续充气，增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制，若在活塞到下止点时才打开排气门，则在排气门开启的初期，开度极小，废弃不能通畅流出，缸内压力来不及下降，在活塞向上回行时形成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功。在发动机高速运转时，同样的自由排气时间所相当的曲轴转角增大，为使气缸内废气及时排出，应加大排气提前角。 2四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段，这几个阶段时如何界定的？ 答：1）自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期。 强制排气阶段：废气是由活塞上行强制推出的这个时期。 进气过程：进气门开启到关闭这段时期。 气门重叠和燃烧室扫气：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，所以进.排气门同时

第19章热-结构耦合分析

第19章热－结构耦合分析 热－结构耦合问题是结构分析中通常遇到的一类耦合分析问题。由于结构温度场的分布不均会引起结构的热应力，或者结构部件在高温环境中工作，材料受到温度的影响会发生性能的改变，这些都是进行结构分析时需要考虑的因素。为此需要先进行相应的热分析，然后在进行结构分析。热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量）等。本章主要介绍在ANSYS中进行稳态、瞬态热分析的基本过程，并讲解如何完整的进行热－结构耦合分析。 19.1 热－结构耦合分析简介 热－结构耦合分析是指求解温度场对结构中应力、应变和位移等物理量影响的分析类型。对于热－结构耦合分析，在ANSYS中通常采用顺序耦合分析方法，即先进行热分析求得结构中的温度场，然后再进行结构分析，且将前面得到的温度场作为体载荷加到结构中，求解结构的应力分布。为此，我们需要先了解热分析的基本知识，然后在学习耦合分析方法。 19.1.1 热分析基本知识 ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。 热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。 如果系统的净热流率为０，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：q流入+q生成-q流出=0，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化。 瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。

汽车发动机原理课后习题答案

第二章发动机的性能指标 1.研究理论循环的目的是什么？理论循环与实际循环相比，主要作了哪些简化？ 答:目的：1.用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本热力参数间的关系，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压力为代表的动力性的基本途径 2.确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜力 3.有利于分析比较发动机不同循环方式的经济性和动力性 简化：1.以空气为工质，并视为理想气体，在整个循环中工质的比热容等物理参数为常数，均不随压力、温度等状态参数而变化 2.将燃烧过程简化为由外界无数个高温热源向工质进行的等容、等压或混合加热过程，将排气过程即工质的放热视为等容放热过程 3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程，忽略工质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换气过程简化为在上、下止点瞬间开和关，无节流损失，缸内压力不变的流入流出过程。 2.简述发动机的实际工作循环过程。 四冲程发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气组成3.排气终了温度偏高的原因可能是什么？ 有流动阻力，排气压力>大气压力，克服阻力做功，阻力增大排气压力增大,废气温度升高。负荷增大Tr增大；n升高Tr增大，∈+，膨胀比增大，Tr减小。 4.发动机的实际循环与理论循环相比存在哪些损失？试述各种损失

形成的原因。 答：1.传热损失，实际循环中缸套内壁面、活塞顶面、气缸盖底面以及活塞环、气门、喷油器等与缸内工质直接接触的表面始终与工质发生着热交换 2.换气损失，实际循环中，排气门在膨胀行程接近下止点前提前开启造成自由排气损失、强制排气的活塞推出功损失和自然吸气行程的吸气功损失 3.燃烧损失，实际循环中着火燃烧总要持续一段时间，不存在理想等容燃烧，造成时间损失，同时由于供油不及时、混合气准备不充分、燃烧后期氧不足造成后燃损失以及不完全燃烧损失 4.涡流和节流损失实际循环中活塞的高速运动使工质在气缸产生涡流造成压力损失。分隔式燃烧室，工质在主副燃烧室之间流进、流出引起节流损失 5.泄露损失活塞环处的泄漏无法避免 5.提高发动机实际工作循环效率的基本途径是什么？可采取哪些措施？ 答：减少工质比热容、燃烧不完全及热分解、传热损失、提前排气等带来的损失。措施：提高压缩比、稀释混合气等 6.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机? 柴油机拥有更高的压缩比， 7.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 以工质在气缸内对活塞做功为基础，评定发动机实际工作循环质量的

汽车发动机原理课本总结

汽车发动机原理 一、发动机实际循环与理论循环的比较 1.实际工质的影响 理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体比热是随温度上升而增大的，且燃烧后生成CO2、H2O等气体，这些多原子气体的比热又大于空气，这些原因导致循环的最高温度降低。加之循环还存在泄漏，使工质数量减少。实际工质影响引起的损失如图中Wk所示。这些影响使得发动机实际循环效率比理论循环低。 2.换气损失 为了使循环重复进行，必须更换工质，由此而消耗的功率为换气损失。如图中Wr所示。其中，因工质流动时需要克服进、排气系统阻力所消耗的功，成为泵气损失，如图中曲线rab’r 包围的面积所示。因排气门在下止点提前开启而产生的损失，如图中面积W所示。 3.燃烧损失 （1）非瞬时燃烧损失和补燃损失。实际循环中燃料燃烧需要一定的时间，所以喷油或点火在上止点前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失. （2）不完全燃烧损失。实际循环中会有部分燃料、空气混合不良，部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。 （3）在高温下，如不考虑化学不平衡过程，燃料与氧的燃烧化学反应在每一瞬间都处在化学动平衡状态，如2H2O=2H2+O2等，由左向右反应为高温热分解，吸收热量。但在膨胀后期及排气温度较低时，以上各反应向左反应，同时放出热量。上述过程使燃烧放热的总时间拉长，实质上是降低了循环等容度而降低了热效率。 （4）传热损失。实际循环中，汽缸壁和工质之间始终存在着热交换，使压缩、膨胀线均脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线而造成的损失。 （5）缸内流动损失。指压缩及燃烧膨胀过程中，由于缸内气流所形成的损失。体现为，在压缩过程中，多消耗压缩功；燃烧膨胀过程中，一部分能量用于克服气流阻力，使作用于活塞上做功的压力减小。 二、充量系数 衡量不同发动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标；定义为每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下计算充满气缸工作容积的空气质量的比值。 影响因素： 1.进气门关闭时缸内压力Pa 2.进气门关闭时缸内气体温度Ta 3.残余废气系数 4.进排气相位角 5.压缩比 6.进气状状态 提高发动机充量系数的措施 1.降低进气系统阻力 发动机的进气系统是由空气滤清器、进气管、进气道和进气门所组成。减少各段通路对气流的阻力可有效提高充量系数。（1）减少进气门处的流动损失1）进气马赫数M 不超过0.5受气门大小、形状、升程规律、进气相位等因素影响2）减少气门处的流动损失增大气门相对通过面积，提高气门处流量系数以及合理的配气相位是限制M值、提高充量系数的主要方法。增大进气门直径可以扩大气流通路面积；增加气门数目；改进配气凸轮型线，适当增加气门升程，在惯性力容许条件下，使气门开闭尽可能快；改善气门处流体动力性能。（2）减少进气道、进气管和空气滤清器的阻力

Maxwell与Fluent电磁热流耦合分析介绍

14.5耦合实例4——Maxwell和FLUENT电磁热流耦合 例， 14.5.1 析钢块在上述工况下的温度场分布情况、风的流线图及风的温度分布云图。 图14-164几何模型 14.5.2软件启动与保存 Step1：启动Workbench。如图14-165所示，在Windows XP下单击“开始”→“所有程序”→ANSYS14.0→Workbench 14.0命令，即可进入Workbench主界面。 图14-165 Workbench启动方法 Step2：保存工程文档。进入Workbench后，单击工具栏中的按钮，将文件保

存为“MagtoThemtoFluid”，单击Getting Started窗口右上角的（关闭）按钮将其关闭。 注意：本节算例需要用到ANSOFT Maxwell14.0软件，请读者进行安装； 由于ANSOFT Maxwell软件不支持保存路径中存在中文名，故在进行文档保存时，保存的路径不不能含有中文字符，否则会发生错误。 14.5.3导入几何数据文件 Step1：创建几何生成器。如图14-166所示，在Workbench左侧Toolbox（工具箱）的Analysis Systems中单击Maxwell 3D并按住左键不放将其拖到右侧的Project Schematic窗口中，此时即可创建一个如同EXCEL表格的项目A。 Step2：双击A2（Geometry）进入如图14-167所示的电磁分析环境，此时启动了Maxwell 3D软件。 图14-166项目A Step3：依次选择菜单Modeler→Import，在出现的Import File对话框中选择ThermaltoFluid.x_t几何文件，并单击打开按钮。 图14-167电磁分析环境 Step4：此时模型文件已经成功显示在Maxwell软件中，如图14-168所示，同时弹出Modal Analysis对话框，在对话框左侧的栏中显示的几何图形为Good表示数据读取无误，单击Close按钮。

热声斯特林引擎diy

Lamina stirling engine model 翻译 qq：15769767 热声斯特林引擎模型 I found the plans for this engine on the internet.我在互联网发现这种引擎的制作方案。 It's a Lamina flow engine based on the sterling cycle from what I have read.据我所知这是基于斯特林循环的斯特林发动机。 I honestly do not really know how this engine works but it runs on a external flame.老实说，我真的不知道这个引擎如何依靠外部火焰运行。 It's a really simple engine to build .这是一个非常简单的引擎。 This is a basic plan for the engine.这是引擎的基本方案。 Copyright ? 2008-2010 Mike Freeman版权所有? 2008-2010迈克弗里曼Building the Engine如何制造这款引擎

These are the 4 main parts of the engine:引擎的四个主要部分： 1。 The piston & cylinder活塞与气缸 2。 Regenerator Tube蓄热管 3。 Flywheel飞轮 4。 Flame火焰 I used a small lathe & mill to make all the parts for this engine.我用了一个小型车床和轧机，制作这种发动机的所有部件。 A 4 jaw chuck is also useful if available. 如果有一个四爪卡盘也是很有用的。 1.Piston & Cylinder活塞与气缸 The piston is made out of graphite.活塞是用石墨制成的。 It's the same material that is in a pencil.就是制作铅笔芯的材料。 It gets all over your hands and is a mess to machine.它得到了所有你的手和机器是一团糟。 It is about 0.625 inch diameter and 0.500 inch long.它的直径约为0.625英寸长度为0.500英寸。 Graphite works exceptionally well in these sterling hot air type engines.石墨非常合适做斯特林热机的活塞。 The connecting rod is just a piece of 0.125 inch aluminum I cut with a band saw.连杆只是一块从锯条上切下的0.125英寸铝条。 I used a small finish nail as a wrist pin.用一个小钉子做插销。 It is about 0.090 diameter and is very sloppy (my fault).它的直径约是0.090英寸（粗略估计）。 There is a small hole in the side of the piston where the pin is inserted.将销子插入石墨活塞一端的小孔中固定连杆。

热结构耦合

第21章热－结构耦合分析 热－结构耦合问题是结构分析中通常遇到的一类耦合分析问题。由于结构温度场的分布不均会引起结构的热应力，或者结构部件在高温环境中工作，材料受到温度的影响会发生性能的改变，这些都是进行结构分析时需要考虑的因素。为此需要先进行相应的热分析，然后在进行结构分析。热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量）等。本章主要介绍在ANSYS中进行稳态、瞬态热分析的基本过程，并讲解如何完整的进行热－结构耦合分析。 21.1 热－结构耦合分析简介 热－结构耦合分析是指求解温度场对结构中应力、应变和位移等物理量影响的分析类型。对于热－结构耦合分析，在ANSYS中通常采用顺序耦合分析方法，即先进行热分析求得结构的温度场，然后再进行结构分析。且将前面得到的温度场作为体载荷加到结构中，求解结构的应力分布。为此，首先需要了解热分析的基本知识，然后再学习耦合分析方法。 21.1.1 热分析基本知识 ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。 热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。热对流是指固体的表面和与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。 如果系统的净热流率为0，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：q流入+q生成-q流出=0，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化。 瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。

热声起振机理的研究进展

万方数据

?６?低温技术Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ第２期 们的努力，目前热声发动机的线性解析理论已经相对完善了。 近十几年来，国外热声研究的热点逐渐转向非线性理论研究，旨在寻求建立一套完整的非线性热声模型，用来解释热声起振以及一系列的非线性效应。在众多有关热声非线性理论的研究中，美国霍普金斯大学的工作最为系统和丰富。首先，ＷｏｒｌｉｋａｒＡＳ等对热声制冷机中热声板叠周围低马赫数非稳态流动的演变过程进行了数值模拟…。之后，ＷａｔａｎａｂｅＭ等通过与线性热声方程的比较，建立了基于截面平均的准一维近似的热声发动机声学方程旧１。该方程的本质是弱非线性的、时域表达的。在此基础上，他们用数值模拟的方法获得了驻波发动机的起振、饱和及消振过程，其稳态时的波形模拟结果与实验也很相近。ＫａｒｐｏｖＳ等对声学方程中的动量和能量交换项进行了修正，提出了一般的、时域的、完全非线性的模型【３Ｊ，能预测系统对不同横截面积、板叠位置、流体特性和其他设计变量的反映。该模型在频率域的小振幅情况下可以简化为ＲｏｔｔＮ的线性理论。通过对模型进行求解，可以获得系统的起振温度、非线性饱和过程、各阶模态的稳定性等有意义的解析结果，这项工作填补了非线性热声模型的空白。 美国德克萨斯大学的ＨａｍｉｌｔｏｎＭＦ等［４’５１用摄动方法获得了系统本征频率的渐进表达式，并通过对不同形状谐振管的数值计算建立了此渐进公式的使用范围。他们通过拉格朗日方法对谐振管各频率之间的非线性作用进行了研究，获得了幅值与频率相互关系及基态模式非线性谐振频率跳变的解析结果，推导出了一个二维非线性热声模型。该模型主要对两种非线性效应进行了研究：（１）系统由起振到振动饱和稳定的过程；（２）谐振管的形状对非线性波形的影响。 荷兰ＬｙｃｋｌａｍａＪＡ等利用ＣＦＤ对行波热声系统进行模拟（６Ｊ。模型中考虑的管内气体为可压缩气体，在时域内进行轴对称的层流流动；传热方面，假设管壁与气体理想热接触，呈线性温度梯度；另外还考虑了非线性Ｎ—Ｓ方程。ＣＦＤ结果模拟出了系统从起振到饱和的过程，并直观地显示出高频情况下出现的强烈的非线性效应：直流与激流同时出现，激流导致了漩涡的出现，进一步，导致了热对流（见图１）。这是首个针对热声系统’的完整的ＣＦＤ结果。’ 图Ｉ热机中速度场变化 Ｆｉｇ．１Ｖｅｌｏｃｉｔｙｆｉｅｌｄｉｎｔｈｅｅｒｉｇｉｌｌｌｅ 美国ＩｌｉｎｓｋｉｉＹＡ一１从理想气体的动力学方程出发，建立了一维驻波模型，并给出了圆柱型、喇叭型、气泡型谐振管非线性频谱方程数值积分的结果，可以从理论上解释热声现象中出现的跳频、滞后效应和波形扭曲等现象，指出了谐振的加强与减弱对谐振管形状的依赖关系。 在实验方面，ＡｔｃｈｌｅｙＡＡ等［１１通过实验研究，采用质量因子Ｑ描述起振过程，得出质量因子的倒数与温度差的关系图的一致性。质量因子表达式如下： Ｑ＝一∞Ｅ。ｌｉｔ＇（１） 其中Ｗ是指热声发动机总的能量输出，Ｅ是存储的声能，∞是振荡的角频率，这些数据都可以通过实验得到，这里不详细介绍。分析得出的质量因子１／ｑ与ＡＴ的关系图（图２），说明了质量因子的倒数在描述起振过程中具有很好的连续性。 图２ｌ／Ｑ与ＡＴ的关系图 Ｆｉｇ．２Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ ｌ／口ａｎｄ△ｒ 　万方数据

汽车发动机原理名词解释

123发动机理论循环：将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略次要因素后建立的循环模式。 循环热效率：工质所做循环功与循环加热量之比，用以评定循环经济性。 指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。 有效热效率：实际循环的有效功与所消耗的热量的比值。 指示性能指标：以工质对活塞所作功为计算基准的指标。 有效性能指标：以曲轴对外输出功为计算基准的指标。 指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。 有效功率：发动机单位时间内所做的有效功。 机械效率：有效功率与指示功率的比值。 平均指示压力：单位气缸工作容积，在一个循环中输出的指示功。 平均有效压力 me p ：单位气缸工作容积，在一个循环中输出的有效功。 有效转矩：由功率输出轴输出的转矩。 指示燃油消耗率：每小时单位指示功所消耗的燃料。 有效燃油消耗率：每小时单位有效功率所消耗的燃料。 指示功：气缸内每循环活塞得到的有用功。 有效功：每循环曲轴输出的单缸功量。 示功图：表示气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系的图像。p V -图即 为通常所说示功图， p ?-图又称为展开示功图。 换气过程：包括排气过程（排除缸内残余废气）和进气过程（冲入所需新鲜工质，空气或者可燃混合气）。 配气相位：进、排气门相对于上、下止点早开、晚关的曲轴转角，又称进排气相位。 排气早开角：排气门打开到下止点所对应的曲轴转角。 排气晚关角：上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角。 进气早开角：进气门打开到上止点所对应的曲轴转角。 进气晚关角：下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。 气门重叠：上止点附近，进、排气门同时开启着地现象。 扫气作用：新鲜工质进入气缸后与缸内残余废气混合后直接排入排气管中。 排气损失：从排气门提前打开，直到进气行程开始，缸内压力到达大气压力前循环功的损失。 自由排气损失：因排气门提前打开，排气压力线偏离理想循环膨胀线，引起膨胀功的减少。 强制排气损失：活塞将废气推出所消耗的功。 进气损失：由于进气系统的阻力，进气过程的气缸压力低于进气管压力（非增压发动 机中一般设为大气压力），损失的功成为进气损失。 换气损失：进气损失与排气损失之和。 泵气损失：内燃机换气过程中克服进气道阻力所消耗的功和克服排气道阻力所消耗的功的代数和。不包括气流对换气产生的阻力所消耗的功。 充量系数：实际进入气缸内的新鲜空气质量与进气状态下理论充满气缸工作容积的空气质量之比。 进气马赫数M ：进气门处气流平均速度与该处声速之比，它是决定气流性质的重要参数。M 反映气体流动对充量系数的影响，是分析充量系数的一个特征数。当M 超过一定数值时，大约在0.5左右，急剧下降。应使M 在最高转速时不超过一定数值，M 受气门大小、形状、生成规律、进气相位等因素影响。 增压比：增压后气体压力与增压前气体压力之比。 增压：利用增压器提高空气或可燃混合气的压力。 增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。 4抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示。 干点：汽油蒸发量为100%时的温度。 自然点：柴油在没有外界火源的情况下能自行着火的最低温度。 凝点：柴油失去流动性而开始凝固的温度。 热值：单位量（固体和液体燃料用1kg ，气体燃料用1）的燃料完全燃烧时所发出的热量。当生成的水为液态时，成为高热值，气态时为低热值。无论是汽油机还是柴油机，燃料在气缸中生成的水均为气态，所用热值均为低热值。 理论空气量：1kg 燃料完全燃烧时所需的最少空气量。 过量空气系数：燃油燃烧实际供给的空气量（L ）与完全燃烧所需理论空气量（）的比值。 空燃比：燃油燃烧时空气流量与燃料流量的比。 5喷油器的流通特性：喷孔流通截面积与针阀升程的关系。 喷射过程：从喷油泵开始供油直到喷油器停止喷油的过程。 供油规律：供油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。 喷油规律：喷油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。 喷油提前角：燃油喷入气缸的时刻到活塞上止点所经历的曲轴转角。 燃油的雾化：燃油喷入燃烧室内后备粉碎分散为细小液滴的过程。 燃烧放热规律：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。 瞬时放热速率：在燃烧过程中的某一时刻，单位时间内（或曲轴转角内）燃烧的燃油所放出的热量。 累积放热百分比：从燃烧开始到某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。

热声发电机

热声发电机机理研究与发展展望 黄德中 绍兴文理学院 312000 摘要：首先简要介绍了热声效应。指出热声热机是基于热声效应工作的、没有机械运动，是一种可靠性高和环保的新型能源转换机械，重点介绍了热至超声波和斯特林热声发动机工作原理，分析斯特林热声发动机的热力学过程，讨论热声振荡起振机理为：储能阶段、起振阶段，振荡系统趋于定常阶段三个阶段组成。最后介绍了声波电机及工作原理和热声发电发展展望。 关键词：热声发电热声效应斯特林热声发动机 中图分类号：TG156 文献标识码：A 0 引言 低碳能源和低碳是今后的主要能源和经济模式，利用太阳能是人类关键的选择，太阳能利用研究目前主要在太阳能硅电池、太阳能热水器、太阳能聚能烟囱发电上，太阳能热声发电也是一种很有发展前途的太阳能利用技术。 热声效应就是热与声之间相互转化的现象，利用热声效应制造而成的热声发动机与热声制冷机统称为热声热机。热声发电技术是一种全新的热发电技术，它基于热致声效应而工作，可将热能转化为声能并直接由直线发电机等换能设备产生电能。热声热机具有以下优点：（1）热声发电技术可利用太阳能、工业余热产生的热能来工作，没有碳增量，是一种无碳发电模式，因而热声发电技术正在成为能源动力研究领域里的一项前沿技术。（2）系统中没有运动部件，从根本上消除了常规机械普遍存在的磨损与振动，可望满足长达数年的无维修使用寿命等特殊要求，为现代工业提供完全没有运动部件的新型动力机械；（3）采用对环境无害的工作流体(如惰性气体等)，即不消耗同温层的臭氧，也不会引起温室效应，（4）可实现高效率的声学斯特林循环，且采用外燃式工作，因此，具有可靠性高、制作成本低、热效率高(30％～40％)以及环保等优点。因此，热声发电技术极具发展潜力和应用前景。 1、热声原理 1．1 热至超声波原理[1] 日本东京农业和工程大学H. Shinoda等以多孔硅为材料，借助热传导原理，研制出了一种可产生高强超声波的新装置。热传导原理可作为产生超声波的一种新手段。他们在研究中发现，通过将热量从高温的多孔硅传导至空气，可以产生可靠性更高的高强度超声波。多孔硅热至超声原理如图1所示，该装置用一个薄的铝片电极（30nm）厚，一个多孔的硅层（10nm）厚，一个P型水晶硅薄片(c-si)，多孔硅层由许多有限硅纳米微晶体与三维空间纳米孔，多孔硅层（70%空率）是由一个常规阳极电镀技术成型加工的，铝电极用于输入正弦电流到多孔硅层，温度由加热器提升。基于热传导现象的理论分析，在多孔硅/空气系统中，假设热功率密度为 ) ( q，在多孔硅膜表面通过一个充分的薄金 通信作者:黄德中（1963—），男，浙江绍兴人，绍兴文理学院机电系教授，硕士，主要从事新能源研究。联系email;huangdz1@https://www.360docs.net/doc/8d1864420.html,

热结构耦合分析的例子

这是两个同心圆，我画的不是很圆，请大家见谅。外圆外边温度70o 内圆内边温度200 求圆筒的温度分布，径向盈利，主环向应力 /batch,list /show /title,thermal stress in concentic cylinders-indirect method /prep7 et,1,plane77,,,1 mp,kxx,1,2.2 mp,kxx,2,10.8 rectng,0.1875,0.4,0.05 rectng,0.4,0.6,0,0.05 aglue,all numcmp,area asel,s,area,,1 aatt,1,1,1 asel,s,area,,2 aatt,2,1,1 asel,all esize,0.05 amseh,all esize,0.05 amesh,all nsel,s,loc,x,0.1875 d,all,temp,200 nsel,s,loc,x,0.6 d,all,temp,70 nsel,all finish /solu solve finish /post1 path,radial,2 !设置路径名和定义路径的点数 ppath,l,,,0.1875 ！通过坐标来定义路径 ppath,2,,0.6 pdef,temp,temp ！温度映射到路径上 T0

paget,path,points,radial ！用数组的形式保存路径 plpath,temp finish /prep7 et,1,82,,,1 mp,ex,1,30e6 mp,alpx,1,0.65e-5 mp,nuxy,1,0.3 mp,ex,2,10.6e6 mp,aplx,2,1.35e-5 mp,nuxy,2,0.33 nsel,s,loc,y,0.05 cp,1,uy,all nsel,s,loc,x,0.1875 cp,2,ux,all nsel,s,loc,y,0 d,all,uy,0 nsel,all finish /solu tref,70 ldread,temp,,,,,,rth solve finish /post1 paput,path,points,radial pmap,,mat ！设置路径映射来处理材料的不连续 pdef,sx,s,x ！映射径向应力 pdef,sz,s,z ！映射环向应力 plpath,sx,sz ！显示应力结果 plpagm,sx,,node ！在几何模型上显示径向应力 finish 这儿是一个在热结构耦合分析的例子，大家有兴趣可以看看，我想同时问一下，cp 这个命令是什么意思啊

热力耦合分析单元简介

热力耦合分析单元简介！ SOLID5－三维耦合场实体 具有三维磁场、温度场、电场、压电场和结构场之间有限耦合的功能。本单元由8个节点定义，每个节点有6个自由度。在静态磁场分析中，可以使用标量势公式（对于简化的RSP，微分的DSP，通用的GSP）。在结构和压电分析中，具有大变形的应力钢化功能。与其相似的耦合场单元有PLANE13、SOLID62和SOLID98。 INFIN9－二维无限边界 用于模拟一个二维无界问题的开放边界。具有两个节点，每个节点上带有磁向量势或温度自由度。所依附的单元类型可以为PLANE13和PLANE53磁单元，或PLANE55和PLANE77和PLANE35热单元。使用磁自由度（ＡＺ）时，分析可以是线性的也可以是非线性的，静态的或动态的。使用热自由度时，只能进行线性稳态分析。 PLANE13－二维耦合场实体 具有二维磁场、温度场、电场和结构场之间有限耦合的功能。由4个节点定义，每个节点可达到4个自由度。具有非线性磁场功能，可用于模拟B－H曲线和永久磁铁去磁曲线。具有大变形和应力钢化功能。当用于纯结构分析时，具有大变形功能，相似的耦合场单元有SOLID5、SOLID98和SOLID62。 LINK31－辐射线单元 用于模拟空间两点间辐射热流率的单轴单元。每个节点有一个自由度。可用于二维（平面或轴对称）或三维的、稳态的或瞬态的热分析问题。 允许形状因子和面积分别乘以温度的经验公式是有效的。发射率可与温度相关。如果包含热辐射单元的模型还需要进行结构分析，辐射单元应当被一个等效的或（空）结构单元所代替。 LINK32－二维传导杆 用于两节点间热传导的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。可用于二维（平面或轴对称）稳态或瞬态的热分析问题。 如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析，该单元可被一个等效的结构单元所代替。 LINK33－三维传导杆 用于节点间热传导的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。可用于稳态或瞬态的热分析问题。 如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析，该单元可被一个等效的结构单元所代替。 LINK34－对流线单元 用于模拟节点间热对流的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。热对流杆单元可用于二维（平面或轴对称）或三维、稳态或瞬态的热分析问题。 如果包含热对流单元的模型还需要进行结构分析，热对流单元可被一个等效（或空）的结构单元所代替。单元的对流换热系数可分为非线性，即对流换热系数是温度或时间的函数。

热声效应简介

中文名: 热声效应 热声效应是指固体介质与振荡流体之间产生的时均能量效应，产生沿着(或逆着)声传播方向的时均热流和时均功流。按能量转换方向的不同，热声效应分为两类：一是用热能来产生声能，包括各类热声发动机；二是用声能来输运热能，包括各种回热式制冷机。可产生热声效应的流体介质必须有可压缩性、较大的热膨胀系数、小的普朗特数，而且对于要求较大温差，较小能量流密度的场合，流体比热要小，对于要求较小温差，较大能量流密度的场合，流体比热要大。 简介 热致声效应相对而言比较易于观察到，人们对于此类热声现象的发现可以追溯至200多年前。 1777年，Byron Higgins把氢气火焰放入两端开口的垂直管的合适位置时，如图1.1（a）所示，管中能够激发出声音，这即为“歌焰”现象。类似的现象在其他地方也可以观察到，其被称之为“Higgins管”作用，例如高烟囱或者炉膛中的火焰有时候会引起强烈的噪音或振动，另如二战中德国所用的Ⅵ导弹，也是因为“Higgins管”作用使其在飞行中发出强烈的噪音，此外脉动燃烧技术也发源于此。 一百多年前，吹玻璃工人发现了类似的现象，当一个热玻璃球连接到一根中空玻璃管上时，也会激发出强烈的声波[2]。1850年，Sondhauss对这种一端封闭、一端开口的热声振荡管进行了研究，以后的学者为纪念他的贡献而将其命名为“Sondhauss管” ,如图1.1（b）所示。 1859年，Rijke将加热丝网放到一根两端开口的垂直空管的下部，观察到了强烈的声振荡，并对这种现象进行了定性的分析，这种结构后来被称“Rijke管” ，如图1.1（c）所示。此后，Bosscha 采用冷的丝网代替热的丝网也达到了Rijke振荡，但冷丝网与热丝网的位置恰好相反。由于“Rijke管” 在脉动燃烧中的应用以及与火箭压缩机安全性等密切相关，时至今日仍在进行大量研究，并被广泛用于热声效应的教学实验中。 1949年，Taconis等人观察到将一端封闭的管子的开口端伸入到液氦中搅动时会发出声音，Taconis对此做出了定性解释，这就是低温领域中著名的“Taconis振荡” 。这种振荡经常发生在液氦与室温环境之间的管道中，导致低温液体的快速蒸发，正确理解这种现象的产生机理对于防止低温系统中的振荡具有重要意义。 与热致声或者冷致声效应相比，声致冷效应的发现则晚了许多：从现代热声学的角度出发，首次声致冷效应归于1963 年由Gifford 和Longsworth 等提出并研制的基本型脉冲管制冷机，但由于这种基本型脉冲管制冷机工作频率低至数赫兹，其声学特性并不显著。在1975 年由P. Merkli 和H. Thomann 等人在往复运动活塞激励的一端封闭的驻波谐振管中发现了中间区域温度下降，而两端温度升高的现象，这应该是历史上首次明显的声致冷现象。

汽车发动机原理考试复习

第二章 三种循环: 发动机有三种基本理论循环，即定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环。发动机的循环常用示功图来说明 理论循环是用循环热效率和循环平均压力来衡量和评定的。 循环热效率是工质所做循环功W（J）与循环加热量Q1（J）之比，用以评定循环的经济性。循环平均压力pt(kPa)是单位气缸工作容积所做的循环功，用以评定发动机的循环做功能力。四冲程发动机的实际循环是由进气压缩做功排气四个行程所组成. 理论循环与实际循环比较: 1实际工质的影响 （实际工质影响引起的损失：理论循环中假设工质比热容是定值,而实际比热容是随温度的升高而上升,且燃烧后生成CO2,和H2O等多原子气体,这些气体的比热容又大于空气,使循环的最高温度降低.由于实际循环还存在泄漏,合工质数量减少,这意味着同样的加热量,在实际循环中所引起的起压力和温度的升高要比理论循环要低得多,其结果是循环热效率底,循环所做的功减少.） 2换气损失 （换气损失：燃烧废气的排出和新鲜空气的吸入是使循环重复进行所必不可少的，由此而消耗的功为换气损失。） 3燃烧损失 （非瞬时燃烧损失和补燃损失：实际循环中燃烧非瞬时完成，所以喷油或点火在上止点之前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失。 提前排气损失，实际循环中会有部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失，在高温度下部分燃烧产物分解而吸热，使循环的最高温度下降，由此产生燃烧损失。） 4传热损失 （传热、流动损失：实际循环中，气缸壁和工质间自始至终存在热交换。 综上，实际循环热效率低于理论循环。） 发动机的指示指标评定，概念： 发动机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为计算基础的指标，简称指示指标。 表示循环动力性、经济性。 发动机的有效指标 以曲轴输出功为计算基础的性能指标，称有效指标。 有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。 代表发动机的整机性能。 第三章 换气过程阶段、特点、特征 四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期。约占410o~ 480o曲轴转角。 换气过程可分作自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气四个阶段。 （1自由排气阶段，从排气门开启到气缸压力接近于排气管内压力的时期 超临界状态流动：从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为，一般为30o~80o曲轴转角。此时气缸内废气压力较高，约为0.2-0.5MPa，气缸压力p与排气管压力pr之比大于临界值1.9。排气流动处于超临界状态，流速为当地声速c（m/s）。此阶段，废气流量