热声斯特林系统微型化的研究——微型声压机研究

作     者：鄂青 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭方中

授予年度：2005年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：微型化 热声斯特林制冷机 电磁驱动 声压机 

摘      要：随着电子技术和光电子技术的高速发展,发热量日益升高,散热成了提高元件性能与稳定性工作的重要课题。随着工业技术不断的发展,对新一代的电子设备而言,传统冷却器的设计极限与制作技术已无法满足要求,因此,必须寻找新的制冷方式及采取新的可靠的制冷途径。电子、机械与其他相关工业所发展出来的微加工技术,使得微型制冷机的实现成为可能。 对于微型化的制冷技术,就目前来说,主要有热电制冷、热声制冷和相变制冷等几种方式,由于热声制冷机具有结构紧凑,无运动部件等优点,本文将研究热声制冷机的微型化。对于声驱动的热声制冷机而言,声发生装置对系统性能的影响是非常关键的,因此本文将重点放在了热声制冷机用微型电动声压机的研究上,因为它比较适合微型化的要求。 国内还没有关于微型热声制冷机用电磁驱动声压机的研究,这里仅仅是初步的探索。本文主要讨论了给定工况下、过渡尺寸(90mm 级)的小型热声制冷机用声压机的设计计算方法,并给出了设计结果。其次,也为微型声压机的设计计算提供了一些方法,做了定性和定量的分析。同时在此基础上进行了部分实验,主要是对声压机电磁驱动部分的计算方法的验证。 因为本文只是初步探索,因此还有许多方面需要进行进一步的讨论。本文主要是对过渡尺寸的小型制冷机用声压机进行设计,与芯片级的微型制冷机还有很大的差距,因此还有很多问题亟待解决。另外,由于实验条件的限制,只是对过渡形声压机做了定量研究,因此要实现热声制冷机的微型化,还需要做大量的、更精确的实验研究。