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熱音響現象に関する基礎的研究

热声现象基础研究

基本信息

批准号：
03J05791
负责人：
坂本眞一
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,ループ管の冷却効率の向上を目的とした研究を行った.現段階において,室温から氷点下30℃まで,最大約50℃の温度低下に成功している.ループ管の作業流体とスタック壁の間に形成される熱境界層と粘性境界層が,ループ管の冷却特性に影響を与えていると考え,それぞれの境界層の厚みとスタックの流路半径の関係を考察した.熱境界層内では効率的な熱交換が行われるが,粘性境界層内では熱交換が効率的に行われない.冷却特性を向上させるためには,スタックの流路半径を熱境界層の厚みと同程度とし,粘性境界層の厚みをできるだけ小さくするような条件の設定が望まれる.特に,熱境界層の厚みはスタックの温度によって変化することから,スタックの流路は,スタック内の温度勾配に則したテーパー状になったものが最適であると考えられる.また,粘性境界層に関しては,スタックの流路半径より粘性境界層の厚みが小さくなるようにループ管が共鳴周波数を自励的に選択していることが判明した.ビデオカメラによる観測やループ管内の熱流の流れから,ループ管内には音響流が発生していることが確認された.音響流はループ管の冷却特性を低下させているため,低減する方法を検討する必要がある.ループ管の冷却特性は,管内に充填する気体,管内圧力,発生音波の周波数,スタックの材質や流路半径,ループ管の全長など多くの要因に左右される.熱音響冷却システムとしての実用化に向けては,これらの要因を複合的に勘案し,冷却特性のさらなる向上を目指す必要がある.

This year, the cooling rate of the tube is increasing. At present, the room temperature is 30℃ below the temperature, and the temperature is 50℃ below the temperature. The influence of thermal boundary layer and viscous boundary layer on the cooling characteristics of the working fluid in the tube and the relationship between the thickness of boundary layer and the radius of flow path were investigated. Heat exchange efficiency in thermal boundary layer and heat exchange efficiency in viscous boundary layer. The cooling characteristics are determined by the following conditions: the radius of the flow path, the thickness of the thermal boundary layer, and the thickness of the viscous boundary layer. In particular, the thickness of the thermal boundary layer is different from the temperature of the fluid path, and the temperature of the fluid path is different from the temperature of the fluid path, and the temperature of the fluid path is different from the temperature of the fluid path The viscous boundary layer is related to the flow path radius of the viscous boundary layer, the thickness of the viscous boundary layer, the resonance frequency of the tube, and the selection of the excitation frequency. The heat flow in the pipe was detected and the sound flow in the pipe was confirmed. The cooling characteristics of the acoustic flow tube are low, and the method of reducing them is necessary. The cooling characteristics of the tube, the gas filling in the tube, the pressure in the tube, the number of cycles of the generated sound wave, the radius of the flow path of the material, and the length of the tube are all important factors. Thermal acoustic cooling system and application direction, the main reasons for the compound of the case, cooling characteristics and upward direction necessary