Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Validation expérimentale d'un moteur thermo acoustique àtube bouclé avec un tal

Validation expérimentale d'un moteur thermo acoustique àtube bouclé avec un talon pour le réglage des conditions Acoustiques ABSTRAIT Les moteurs thermoacoustiques avec structure à tubes en boucle et plusiers étages thermoacoustiques sont en mesure de fonctionner efficacement utiliser de la chaleur à faible teneur. Si des mesures supplémentaires sont prises pour contrer les réflexions acoustiques, des résultats similaires peuvent être obtenus réalisé en utilisant une seule étape. La mise en oeuvre d'un stub, qui est un conduit conforme fermé sur un latéral et en T branché sur la boucle du moteur de l’autre côté, permet un réglage précis des conditions acoustiques. Par,changement de la position et de la longueur du talon, différence de phase et impédance normalisée dans le régénérateur peut être ajusté sur une large gamme. La méthode est validée expérimentalement par cet article. Une plate-forme d'essai est introduite : fonctionne avec de l'argon à la pression atmosphérique. Des mesures des conditions thermiques et acoustiques ont été effectuées pour plusieurs configurations du stub. Ensuite, les résultats sont utilisés pour ajuster un modèle numérique DeltaEC. La procédure proposée utilise des paramètres de correction simples et raisonnables. Ils tiennent compte des p ertes acoustiques mineures, des effets non linéaires et des erreurs géométriques. Finalement, le champ acoustique simulé est très bon accord avec les résultats expérimentaux. La capacité de réglage acoustique du stub est vérifiée. En outre, les résultats montrent ungrande inadéquation des quantités thermiques. La diffusion en continu de Gedeon devrait en être responsable. Il est ensuite éliminé par utilisation d'une pompe à jet avec un design nouveau. Par conséquent, on peut encore observer un écart important en ce qui concerne d'autres effets de flux thermoacoustique. Finalement, les impacts de la pompe à jet sur le champ acoustique au niveau du système sont analysé Introduction : L'effet thermo-acoustique décrit la conversion réversible de la chaleur en énergie d'une onde sonore. Il est basé sur l'interaction thermique d'une paroi non isotherme avec le changement oscillant de déplacement et de pression d'un gaz. Différents cycles thermodynamiques peuvent être réalisés. Ils sont appliqués pour les moteurs thermiques ou les réfrigérateurs [1].Les moteurs thermoacoustiques sont de conception simple, sans pièces mobiles, et utilisent des matériaux courants. parties mobiles, utilisant des matériaux communs. Ils peuvent être alimentés par des gaz sans danger et respectueux de l'environnement. Ces avantages conduisent à des installations potentiellement et rentables. Associés à un rendement relativement élevé et à la possibilité de travailler avec une faible différence de température,ils constituent une alternative aux moteurs thermiques plus développés, par exemple les moteursbasés sur le cycle de Rankine ou de Stirling. Par ce biais, ils pourraient déplacerles obstacles économiques à l'utilisation de la chaleur de qualité inférieure et élargir le champ d'application de la récupération de la chaleur résiduelle . Le besoin général de technologies économes en énergie a récemment poussé les développements dans le domaine de la thermoacoustique.Les progrès sont largement soutenus par la publication du manuel de Swift [1] et du logiciel de simulation.DeltaEC (Design Environment for Low-amplitude Thermoacoustics). Low-amplitude Thermoacoustic Energy Conversion) [2]. À partir de 1969, Rott a établi les fondements théoriques de lathermoacoustique moderne dans une série d'articles. Avec la dérivationde l'équation dite "équation d'onde de Rott", une approximation linéaire appropriée pour décrire les processus thermoacoustiques est devenue possible [3]. En1979, Ceperley s'est rendu compte que la différence de phase entre le mouvement et l'oscillation de la pression dans un moteur Stirling était très importante.mouvement et l'oscillation de pression dans un moteur Stirling est la même que dans une ondeacoustique progressive [4]. Un nouveau type de moteur thermoacoustique avec un tube bouclé a été découvert. Sa fonctionnalité a été démontrée pour la première fois parYazaki et al. en 1998 [5]. Cependant, en raison d'une conception acoustique inappropriée, les performances étaient faibles. Backhaus et Swift ont réalisé une percée avec une variation de ce type de moteur en 1999 [6]. Un rendement thermoacoustiquemaximal de 30% a été atteint. Ils ont obtenu desconditions acoustiques favorables en utilisant un résonateur d'un quart de longueur d'onde.qui limitait simultanément l'apport de chaleur à plusieurs centaines de degrés Celsius [7].Des montages similaires ont dépassé les performances mais reposaient également surune température élevée, par exemple chez Tijani et Spoelstra [8]. De Blok [9]a proposé un moteur à tube bouclé avec une dérivation. Cette amélioration permettait d'utiliser de la chaleur de faible qualité à une température inférieure à 200 °C. Le sitel'introduction de plusieurs étages de moteur répartis uniformément le long d'un résonateur à tube bouclé.résonateur à tube bouclé a encore amélioré les performances et a permis de.l'abandon de la dérivation [10].Ce type de moteur multi-étages réduit les pertes visqueuses dans le régénérateur en augmentant sa section transversale, ce qui réduit la vitesse des gaz oscillants [11]. Les perturbations acoustiques induites sont "auto-adaptées" par les étages uniformément répartis. Les conditions acoustiques préférentielles sont atteintes automatiquement. Le moteur à quatre étages a prouvé qu'il pouvait démarrer avec une différence de température de 30 K. Un rendement de 40% par rapport à Carnot semble possible.par rapport à Carnot semble être possible pour une chaleur fournie à 150 °C [10].Jin et al. [12] ont signalé une différence de température de démarrage encore plus faible, de 17 K.Encouragés par ces résultats prometteurs, les principes de conception des moteurs à plusieurs étages ont été étudiés numériquement [13], les caractéristiques du champ acoustique ont été examinées [14] et les positions optimales de la charge et du régénérateur ont été analysées [15]. Cette méthode a également été adoptée pour les moteurs thermoacoustiques à deux [16] et trois étages [17].Les moteurs thermoacoustiques peuvent être alimentés par diverses sources de chaleur de qualité inférieure.Il peut s'agir de chaleur résiduelle, soit d'origine industrielle [18]. soit d'un moteur à combustion interne [19], et incluent des sources de chaleur régénératives comme la géothermie ou le solaire.régénératives comme la géothermie ou le solaire [20]. L'utilisation de l'exergie froide du gaz naturel liquéfié est également possible [21]. L'énergie acoustique générée peut également être utilisée pour piloter un convertisseur acoustique-électrique,par exemple, une turbine bidirectionnelle [18] ou un alternateur linéaire [22] qui peut être appliqué dans un système "push-pull".qui peut être appliqué dans un mode "push- pull" [23]. Par ailleurs, la réalisationd'un refroidisseur thermoacoustique entraîné par la chaleur est possible [14].Dans le cadre d'une étude numérique, Kruse et coll.moteur thermoacoustique à tube bouclé à un étage est capable d'atteindre desperformances comparables à celles d'un moteur à plusieurs étages. Cependant, il a besoin d'unélément acoustique supplémentaire pour adapter le champ acoustique. Grâce à la variation de la position et de la longueur d'un tronçon attaché au tube bouclé, ils ont puont affirmé pouvoir régler avec précision les conditions acoustiques dans le régénérateur. Amoteur à un seul étage pourrait être avantageux car il comporte moins de pièces, ce qui réduit la complexité du système et les coûts d'investissement. En outre, le stubpeut être utilisé pour modifier le champ acoustique pendant le fonctionnement. Cela permet un réglage optimal en fonction soit de la puissance maximale, soit du rendement. Dans cet article, la méthode proposée pour régler les conditions acoustiques à l'aide d'un stub est validée expérimentalement. avec un stub est validée expérimentalement. En commençant par une explication du du concept, la conception du moteur thermoacoustique expérimental est décrite. décrit. Les résultats expérimentaux sont utilisés pour vérifier un modèle numérique basé sur DeltaEC. basé sur DeltaEC. L'introduction de paramètres de correction raisonnables est expliquée. Alors que les conditions acoustiques sont fidèlement reproductibles avec le modèle, des déviations majeures concernant les conditions thermiques sont observées. Une tentative de quantifier les causes de ces différences est entreprise. Par conséquent, la mise en œuvre d'une pompe à jet avec une nouvelle conception est décrite.nouvelle conception est décrite et les rétroactions avec le champ acoustique du moteur sont analysées. moteur sont analysées. 2. Concept de réglage des conditions acoustiques avec un stub Un moteur thermoacoustique à tube bouclé se compose essentiellement de deux parties fonctionnelles : un noyau thermoacoustique qui contient un régénérateur pris en sandwich entre deux échangeurs de chaleur, et un résonateur en forme d'anneau. régénérateur pris en sandwich entre deux échangeurs de chaleur, et un résonateur en forme deboucle de rétroaction. La conversion thermoacoustique a lieu dans le régénérateur, qui amplifie la puissance acoustique. Le résonateur fait recercler la puissance acoustique à travers le régénérateur. Un moteur efficace doit fournir des conditions acoustiques différentes dans les deux parties pour atteindre une puissance acoustique Ė à la position x [1] : avec des oscillations de la pression p1 et de la vitesse volumétrique U1, ainsi que la différence de phase φ entre les deux quantités. Ceci devient clair en l'examen de la variation de la puissance acoustique dĖ/dxen fonction de la longueur Les deux premiers termes du côté droit contiennent la résistance visqueuse spécifique rν et la conductance spécifique de relaxation thermique 1/rκ. Ils décrivent les pertes thermoviscales à la surface de contact et consomment toujours de la puissance acoustique. Le troisième terme explique l'amplification de lapuissance acoustique dans un régénérateur. Il contient le gain spécifique g quidépend fortement de la différence de température appliquée. Un régénérateur avec uploads/Litterature/ article-en-francais.pdf