شبيه سازي عددي يخچال ترموآكوستيك و بررسي تاثير طول تشديد كننده و سيال عامل بر عملكرد آن

Numerical simulation of thermoacoustic refrigerator and study of resonator length and working fluid on its operation

در اين مطالعه تاثير تغيير طول تشديد كننده و تغيير گازهاي هليم، نيتروژن و آرگون به عنوان سيال عامل بر عملكرد يخچال ترموآكوستيك حرارت محور مورد بررسي قرار گرفته است. شبيه سازي توسط روش‌هاي عددي كامپيوتري انجام شده و نتايج آن با نتايج نرم افزار دلتا اي. سي. مقايسه شده و مطابقت بسيار خوبي بدست آمده است. با افزايش طول لوله‌ي تشديد كننده دامنه‌ي فشار به ترتيب براي هليم، نيتروژن و آرگون افزايش، و فركانس نوسانات گاز كاهش مي‌يابد. با تغيير طول لوله‌ي تشديد كننده از m5/0 تا m4/1 ضريب عملكرد براي نيتروژن و آرگون كاهش و براي هليم افزايش مي‌يابد. بهترين ضريب عملكرد براي گاز هليم در طول لوله‌ي تشديد كننده‌ي m4/1 و با توان خنك كاري W4/246 بدست آمده است.

In this study, the effect of resonator length and working fluid on operation of heat-driven thermoacoustic refrigerator is investigated. The working fluid is considered to be Helium, Nitrogen and Argon. The simulation is carried out via a numerical method and the results are compared with DELTA-EC software. The results of these two methods are in good agreement with each other. The simulations show that increase in the resonator length results to increase in pressure amplitude for all mentioned working fluids and the frequency reduces by applying the Helium, Nitrogen and Argon respectively. Increasing the resonator length from 0.5m through 1.4m leads to reduction of the coefficient of performance for Nitrogen and Argon while this coefficient increases for Helium. The best coefficient of performance is gained for Helium gas and resonator length equal to 1.4m.