Введение
1 Анализ современного состояния развития термоакустических двигателей, области применения 12
1.1 Принцип работы и конструктивные схемы термоакустических двигателей 12
1.2 Термоакустический двигатель на стоячей волне с жиклером (газодинамическим диодом) (ДСВЖ) 14
1.3 Термоакустический двигатель-генератор на стоячей волне с пульсационной трубой (ДСПТ) 18
1.4 Термоакустический генератор пульсаций на стоячей волне (ТГСВ) 20
1.5 Термоакустический двигатель на бегущей волне с газодинамическим диодом (TASHE) 22
1.6 Электрогенератор на бегущей волне для системы электроснабжения космического аппарата 24
1.7 Комбинированная система электропитания и термостатирования ASD на основе TASHE 27
1.8 Термоакустический двигатель на стоячей волне для СЭП КА 29
Заключение по главе 1 33
2 Анализ существующих методик и подходов к расчету рабочего процесса двигателя с пульсационной трубой 35
2.1 Существующие схемы и классификация подходов к расчету и проектированию рабочего процесса двигателя с пульсационной трубой 35
2.2 Рабочий процесс двигателя на пульсационной трубе на основе «термической инерции» 39 2.3 Модель расчета двигателя с пульсационной трубой на основе динамики переменной массы газа 44
2.4 Рабочий процесс двигателя на основе температурных полей в пульсационной трубе 53
2.5 Релаксационная модель термоакустических колебаний газа в трубах 55
2.6 Моделирование процесса термического возбуждения колебаний в резонаторе Гельмгольца 62
2.7 Термодинамические аспекты линейной термоакустики рабочего процесса двигателя на основе стоячей волны 68
Заключение по главе 2 78
3. Обобщенная методика расчета двигателя на пульсационной трубе 80
3.1. Конструктивная схема двигателя и виды электромеханических преобразователей 80
3.2 Определение рабочей частоты 84
3.2.1 Определение рабочей частоты двигателя на пульсационной трубе с электромеханическим преобразователем 84
3.2.2 Определение рабочей частоты двигателя с пульсационной трубой с поршнем 86
3.3. Расчет теплообменников подвода и отвода тепла 94
3.4 Рекомендации по расчету коэффициентов теплоотдачи при осциллирующем движении газа 102
3.5. Проектирование регенератора 107
3.5.1. Выбор типа регенератора двигателя на пульсационной трубе 107
3.5.2 Критерии выбора характеристик регенератора 113
3.6 Моделирование рабочего процесса двигателя с пульсационной трубой с помощью Delta EC 116
Заключение по главе 3 121
4. Экспериментальные исследования двигателя на пульсационной трубе 122
4.1 Экспериментальная установка и опытный образец двигателя с пульсационной трубой 122
4.2 Индикаторные характеристики и анализ экспериментальных данных 127
Заключение по главе 4 133
Заключение 135
Список литературы 137
Приложение А Патенты на полезные модели 146
