[发明专利]一种基于周期旁支管结构的热声谐振管及热声制冷机

摘要

本发明公开了一种基于周期旁支管结构的热声谐振管及热声制冷机，在传统谐振管的侧面排列周期性分布的侧管，目的在于抑制热声制冷机中由于强声场带来的非线性效应引起的高次谐波，从而提高热声制冷机的效率。本发明在传统的热声谐振管的侧面放置一排周期性排列的具有同样长度和横截面积的侧管，根据法布里‑珀罗谐振效应，与这些侧管的谐振频率相同频率的声波会被侧管阵列所捕获从而衰减,而大大减少向阵列后的谐振管中传播的声能量。这样，只要调整侧管阵列的长度，使其谐振频率和热声制冷机中的高次谐波谐振频率相同，就可以有效地抑制高次谐波的传播。

主权项

1.一种基于周期旁支管结构的热声谐振管，其特征在于：该热声谐振管包括主谐振管，在主谐振管侧面设置N个结构尺寸相同的侧管，侧管的中心线和主谐振管中心线在同一平面上，且侧管中心线与主谐振管中心线相互垂直，将这该N个侧管称为侧管阵列，相邻两个侧管中心线之间的间距为d，侧管的横截面半径为r，侧管的长度为l；根据流体阻抗公式，将侧管的输入阻抗ZSH表示为：ZSH＝(ρc/πr2)[αl‑jcos(kl)sin(kl)]/[sin2(kl)+(αl)2cos2(kl)]    (1)其中：ρ为在主谐振管及侧管中流动的气体的密度，c为在主谐振管及侧管中流动的气体的声速，k＝ω/c为波数，ω为在主谐振管及侧管中传播的声波的角频率，α为在侧管阵列中传播的声波的衰减系数；该热声谐振管的法布里‑珀罗谐振频率fr为：fr＝(2n‑1)c/4l   (2)其中：n为正整数。