微型热声热机加热器与换热器的优化设计

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1、摘要摘要微型热声热机是一种稳定的耗散结构，加热器和换热器是其能量的入口和出口。因为它们是热机起振和维持振动的必要条件。尽管热声热机的研究很早就开始了，也有了很多学者的研究成果。但是却迟迟不能市场化，其中一个关键环节就是微型化上的困难，或者说是体积功率比提高方面的困难。本文研究了加热器和换热器的微型化优化设计和实现。在国家自然科学基金“高频热声热机的频谱理论和实验研究”f项目批准号：50676068)的资助下，本文首先给出了目前可用于热声装置的加热方式，并分析了它们的优缺点，提出了新的设计方案，在理论上和数值上进行了优化设计，并做了充分的验证，给出

2、了制作方法。用同样的思想给出了目前可用热声装置的换热器，并分析了他们的优缺点，在此基础上，给出了新的设计方案，并用相关的理论进行了优化设计。关键词：微型加热器，微型换热器，优化设计AbstractMicro—thermoacousticiSastabilizationdissipationsystem．TheheateriSitsentranceofenegry,andtheheatexchangerisitsexitofenegry．Theyarethekeyfactorsfortheenginetoke印working．Althroughth

3、eresearchwasbegunalongtimeagoandmanyaehivementshavebeen，gottenatthisfield，theengineisstillfarfromthemarket．Oneofthemainproblemsisitsminimization，orthepowerinperunitvolumeoftheengine．TheWOrkofthethesisistheoptimaldesignofmicro—heaterandheatexchanger．Withthesupportofthenational

4、naturescience‘Frequencyspectrumtheroyandexpermentalresearchofhighfrequencythermoacousticengine’(subjectNo：50676068)，thethesisdescdbesthemainmethotisforthermoacousticheater,thenannalyzestheiradvantagesanddisadvantages．Anewdesignplanisprovided，theoptimaldesignisperformedtheoret

5、icallyandnumerically,thecomfirmationisgiven，andthemanufacturemethodisdetermined．Withthesameway，thethesisdescribesthemainmethodsforthermoacoustic．thenanalyzestheiradvantagesanddisadvantages．Baseonit，anewdesignplanisprovided，andcorrelativetheoryiSusedtoanalyzeandoptimize．Keywor

6、ds：minitypeheater,minitypeheatexchanger,optimumdesignⅡ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：嘞洞年1月-z．H学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，即：我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文

7、的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密O，在——一年解密后适用本授权书。本论文属于不保密0^／(请在以f：方框内打“√”)学位论文作者签名：爹磅衫明年钼1F1指导教师签名：将卯年‘月铂第1章引言1．1课题研究背景随着电子技术和光电子技术的高速发展，电子元件的发热量日益升高，散热成了提高元件性能与稳定性工作的重要课题。以IT领域为例，随着电脑技术的高速发展，CPU的消耗功率大幅提高，在现有的与Pentium同等

8、级的个人电脑上，使用一组热沉(HeatSink)和小型风扇强制空气冷却的方式，最多只能处理约60W的废热。因此，现有以强制空气冷却为主的