一種回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，回?zé)崾綗釞C(jī)包括斯特林熱機(jī)(包括發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷機(jī)和熱栗)、熱聲熱機(jī)(包括發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷機(jī)和熱栗)、脈管制冷機(jī)等，他們利用氣體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和壓縮膨脹過程，實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能的之間的轉(zhuǎn)換，是一種非常重要的熱功轉(zhuǎn)換方式，近年來在太陽能發(fā)電、超導(dǎo)冷卻、工業(yè)廢熱利用等方面有著非常重要的應(yīng)用前景。
[0003]回?zé)崾綗釞C(jī)雖然包括的種類很多，但它們只是調(diào)相方式或者壓力波發(fā)生的形式不一樣，而進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換的原理則是完全一樣。每種形式的回?zé)崾綗釞C(jī)的核心部件均包含主散熱器、回?zé)崞?、非室溫?fù)Q熱器、熱緩沖管和次散熱器(在斯特林熱機(jī)中不包含熱緩沖管和次散熱器)。回?zé)崾綗釞C(jī)的設(shè)計(jì)首先需保證這些核心部件的高效性能，因此在研究當(dāng)中經(jīng)常需要對(duì)核心部件的熱力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。而在進(jìn)行熱力學(xué)性能測(cè)試時(shí)需要不斷地改變回?zé)崾綗釞C(jī)內(nèi)部的聲場(chǎng)條件，考察聲場(chǎng)條件對(duì)熱機(jī)性能的影響規(guī)律。
[0004]圖1為一種典型的回?zé)崾綗釞C(jī)的測(cè)試系統(tǒng)，它主要包括壓縮電機(jī)(圖中僅畫出了其壓縮活塞1)，回?zé)崾綗釞C(jī)(包括依次連接的主散熱器2、回?zé)崞?、非室溫?fù)Q熱器4、熱緩沖管5和次散熱器6)和膨脹電機(jī)(圖中僅畫出了其膨脹活塞7)。工作時(shí)，壓縮電機(jī)通過活塞1向回?zé)崾綗釞C(jī)輸入聲功，聲功在回?zé)崾綗釞C(jī)中被耗散或增益(在回?zé)崾街评錂C(jī)和熱栗中聲功被耗散掉一部分，在回?zé)崾桨l(fā)動(dòng)機(jī)中聲功被增益)后流出回?zé)崾綗釞C(jī)，被膨脹電機(jī)的膨脹活塞吸收。活塞吸收然后轉(zhuǎn)化為電能輸出。
[0005]然而，由于膨脹活塞7需要吸收聲功，而不是輸出聲功，膨脹電機(jī)只能作為發(fā)電機(jī)使用，因此無法通過調(diào)節(jié)膨脹電機(jī)電流相位的手段達(dá)到主動(dòng)控制膨脹活塞的運(yùn)動(dòng)相位的目的，從而在回?zé)崾綗釞C(jī)內(nèi)獲得所需的聲場(chǎng)相位。在現(xiàn)有的測(cè)試系統(tǒng)(如圖1)里，我們只能通過被動(dòng)地改變膨脹電機(jī)的機(jī)械阻抗和電阻抗來使膨脹活塞實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)特性。而要改變膨脹電機(jī)的機(jī)械阻抗和電阻抗通常包括對(duì)活塞面積、動(dòng)子質(zhì)量、電感、電阻、電容等的改變，這使得測(cè)量非常的麻煩而低效，并且僅能夠獲得一些離散的測(cè)試點(diǎn)，有時(shí)甚至可能還無法獲得我們所需要的膨脹活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此，針對(duì)以上不足亟需對(duì)回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的測(cè)量不便、低效、不準(zhǔn)確和無法連續(xù)地獲得回?zé)崾綗釞C(jī)在不同聲場(chǎng)特性下性能的問題。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置，其包括壓縮電機(jī)、膨脹電機(jī)、耗散機(jī)構(gòu)和鎖相電源；所述壓縮電機(jī)設(shè)置在回?zé)崾綗釞C(jī)的一端，以向回?zé)崾綗釞C(jī)輸入聲功；所述膨脹電機(jī)設(shè)置在回?zé)崾綗釞C(jī)的另一端，以吸收或輸出聲功；耗散機(jī)構(gòu)連接在氣缸缸體上靠近膨脹電機(jī)活塞面的位置，以耗散膨脹電機(jī)活塞面輸出的聲功，且耗散機(jī)構(gòu)消耗的聲功大于膨脹電機(jī)吸收的聲功；所述壓縮電機(jī)和膨脹電機(jī)均與所述鎖相電源連接。
[0010]其中，所述耗散機(jī)構(gòu)包括小孔閥和氣庫，所述氣庫位于氣缸的設(shè)置膨脹電機(jī)的一端，且所述氣庫通過連通管與所述氣缸缸體的端面連通，所述連通管上設(shè)置小孔閥。
[0011]其中，所述耗散機(jī)構(gòu)還包括水冷器，所述連通管與所述氣庫之間設(shè)置水冷器。
[0012]其中，所述回?zé)崾綗釞C(jī)包括依次連接的主散熱器、回?zé)崞?、非室溫?fù)Q熱器、熱緩沖管和次散熱器；所述膨脹電機(jī)包括膨脹面和壓縮面，所述膨脹面與所述次散熱器相對(duì)以接收聲功，所述壓縮面與所述連通管相對(duì)以輸出聲功。
[0013]其中，所述耗散機(jī)構(gòu)為慣性管。
[0014]其中，所述慣性管連接在氣缸的設(shè)置膨脹電機(jī)的一端面的外側(cè)位置。
[0015]其中，所述回?zé)崾綗釞C(jī)包括依次連接的主散熱器、回?zé)崞骷胺鞘覝負(fù)Q熱器；所述膨脹電機(jī)包括膨脹面和壓縮面，所述膨脹面與所述非室溫?fù)Q熱器相對(duì)以接收聲功，所述壓縮面與氣缸端面內(nèi)側(cè)相對(duì)以向慣性管輸出聲功。
[0016]其中，所述慣性管連接在回?zé)崾綗釞C(jī)與膨脹電機(jī)膨脹面之間的氣缸缸體部分的外側(cè)位置。
[0017]其中，所述回?zé)崾綗釞C(jī)包括依次連接的主散熱器、回?zé)崞鳌⒎鞘覝負(fù)Q熱器、熱緩沖管和次散熱器。
[0018]其中，所述膨脹電機(jī)包括膨脹面，所述膨脹面與所述次散熱器相對(duì)以吸收或輸出聲功。
[0019](三)有益效果
[0020]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供的回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置中，電功被輸入壓縮電機(jī)，壓縮電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過壓縮活塞向回?zé)崾綗釞C(jī)內(nèi)輸入聲功，聲功在回?zé)崾綗釞C(jī)內(nèi)被消耗或增益(在回?zé)崾街评錂C(jī)和熱栗中聲功被耗散掉一部分，在回?zé)崾桨l(fā)動(dòng)機(jī)中聲功被增益)后流出回?zé)崾綗釞C(jī)，然后膨脹活塞的活塞面吸收或輸出聲功，由于耗散機(jī)構(gòu)連接在氣缸缸體上靠近膨脹電機(jī)活塞面的位置，可以耗散膨脹電機(jī)活塞面輸出的聲功；其中，由于耗散機(jī)構(gòu)消耗的聲功大于膨脹電機(jī)吸收的聲功，電功被輸入膨脹電機(jī)，膨脹電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能用來推動(dòng)膨脹活塞運(yùn)動(dòng)，通過活塞面輸出；膨脹活塞吸收了來自熱機(jī)和膨脹電機(jī)兩部分的能量后，再通過活塞面向耗散機(jī)構(gòu)輸出聲功，聲功在耗散機(jī)構(gòu)內(nèi)被完全耗散掉。由于膨脹電機(jī)和壓縮電機(jī)都需要消耗電功，且膨脹電機(jī)和壓縮電機(jī)均與鎖相電源連接，所以可以通過鎖相電源調(diào)節(jié)二者輸入電流的相位關(guān)系，從而使壓縮活塞和膨脹活塞的運(yùn)動(dòng)達(dá)到特定的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)回?zé)崾綗釞C(jī)內(nèi)部所需的聲場(chǎng)，進(jìn)而連續(xù)地獲得回?zé)崾綗釞C(jī)在不同聲場(chǎng)特性下的性能，且測(cè)試簡便、高效、準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0021]圖1是傳統(tǒng)的回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)；
[0022]圖2是本發(fā)明回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置實(shí)施例中鎖相電源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中，1:壓縮活塞；2:主散熱器；3 ;回?zé)崞鳎?:非室溫?fù)Q熱器；5:熱緩沖管；6:次散熱器；7:膨脹活塞；8:膨脹面；9:壓縮面；10:小孔閥；11:水冷器；12:氣庫；13:鎖相電源；14:慣性管；15:氣缸缸體。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0028]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0029]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0030]如圖2、圖3、圖4及圖5所示，本發(fā)明提供的回?zé)崾綗釞C(jī)性能測(cè)試裝置包括壓縮電機(jī)(圖中僅畫出了其壓縮活塞1)、膨脹電機(jī)(圖中僅畫出了其膨脹活塞7)、耗散機(jī)構(gòu)(圖2中的耗散機(jī)構(gòu)包括小孔閥10和氣庫12 ;圖3和圖4中的耗散機(jī)構(gòu)為慣性管14)和鎖相電源13 ;壓縮電機(jī)設(shè)置在回?zé)崾綗釞C(jī)的一端，以向回?zé)崾綗釞C(jī)輸入聲功；膨脹電機(jī)設(shè)置在回?zé)崾綗釞C(jī)的另一端，以吸收或輸出聲功；耗散機(jī)構(gòu)連接在氣缸缸體上靠近膨脹電機(jī)活塞面的位置，以耗散膨脹電機(jī)活塞面輸出的聲功，且耗散機(jī)構(gòu)消耗的聲功大于膨脹電機(jī)吸收的聲功；壓縮電機(jī)和膨脹電機(jī)均與鎖相電源13連接。其中，回?zé)崾綗釞C(jī)可為斯特林熱機(jī)、熱聲熱機(jī)或脈管制冷機(jī)。
[0031]上述技術(shù)方案中，電功被輸入壓縮電機(jī)，壓縮電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過壓縮活塞1向回?zé)崾綗釞C(jī)內(nèi)輸入聲功，聲功在回?zé)崾綗釞C(jī)內(nèi)被消耗或增益(在回?zé)崾街评錂C(jī)和熱栗中聲功被耗散掉一部分，在回?zé)崾桨l(fā)動(dòng)機(jī)中聲功被增益)后流出回?zé)崾綗釞C(jī)，然后膨脹活塞7的活塞面吸收或輸出聲功，由于耗散機(jī)構(gòu)連接在氣缸缸體上靠近膨脹電機(jī)活塞面的位置，可以耗散膨脹電機(jī)活塞面輸出的聲功；其中，由于耗散機(jī)構(gòu)消耗的聲功大于膨脹電機(jī)吸收的聲功，電功也被輸入膨脹電機(jī)，膨脹電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能用來推動(dòng)膨脹活塞7運(yùn)動(dòng)，通過活塞面輸出；膨脹活塞7吸收了來自熱機(jī)和膨脹電機(jī)兩部分的能量后，再通過活塞面向耗散機(jī)構(gòu)輸出聲功，聲功在耗散機(jī)構(gòu)內(nèi)被完全耗散