对带回热器和带膨胀机的CO2跨临界循环过程应用热力学进行了对比分析.结果表明,带回热器的CO2跨临界循环过程虽然也能够在一定程度上提高系统效率,但只要膨胀机的效率达到一定值,带膨胀机循环的系统性能将优于带回热器循环的系统性能.

利用沿轴向均匀布置在回热器内部的4个温度传感器,采集了不同工况条件下的回热器内部温度,并在现有的渗透深度等回热器参数模型和实验获得的系统谐振频率的基础上,计算了回热器的相关参数,进而分析了这些参数的变化规律,验证了热声系统谐振模态的动态演化过程.

讨论了微型热声热机中气体工质在非等截面的多孔填料回热器中的压缩性,指出表征热声热机热声效应的热函数和粘性函数以及由热声效应所产生的平均功流均与工质在多孔填料中的压缩性虚部相关.理论研究表明,通过改变填料的特征尺寸就可以达到改变工质压缩性虚部的目的,进而可以获得最大的热声效应所产生的功流.

基于基本的守恒方程,研究了回热器在具有大振幅波动情况下的弱非线性热声动力学模型.其中,动量守恒方程采用理论性较强的瞬态Darcy模型,能量守恒方程则包括了多孔介质的高阶耗散效应.采用摄动法,并在唯象的基础上获得了能描述包括声流(直流)在内的非线性动力学效应及由此而导致的非线性时均热声动力学效应的局部解析方程组,对加深回热器工作机理的理解具有一定的指导意义.

文中利用fluent软件对新型径轴向混合填充式回热器内工质稳态流动和交变流动进行数值模拟，模拟结果显示，稳态流动时工质进口和径轴向填料的交界处工质压降较大；径向填料内工质流动分布均匀性优于轴向填料，但流动阻力较大。对交变流动模拟可以发现，在整个交变过程中填料丝两边区域流速大小和方向变化最为明显。

基于氟利昂制冷剂的ODP（臭氧层破坏势）和GWP（温室效应）问题,运用热力学方法,对CO2跨临界双级压缩带回热器循环TSCV＋TGC＋IHX与不带回热器循环TSCV＋TGC建立了数学模型,并基于Visual Basic程序基础,开发了两种双级循环性能分析平台。结果表明,相同对比条件下,循环TSCV＋TGC＋IHX平均性能比循环TSCV＋TGC高5%～10%,最优中间压力比循环TSCV＋TGC低约5%～15%。本研究为高效、节能的CO2跨临界循环热泵热水器产品的开发提供了基础资料。

分别对带回热器和不带回热器的CO2跨临界单级压缩循环进行了理论分析和实验性能测试。理论分析表明，与不带回热器循环相比，相同蒸发温度下，带回热器循环平均性能提高约4.55％；相同气体冷却器出口温度下，带回热器循环平均性能提高约5.23％。实验测试表明，带回热器循环制热量和制冷量分别平均提高约3.33％和5.35％，制热和制冷性能系数分别提高约11.36％和14.29％。

引入传输损耗的概念,采用集总参数和分布参数两种方法,分析了热声热机中连续结构回热器的频率特性,两者的计算结果十分接近。同时,考虑集肤效应的影响,研究了不同出口条件下回热器的传输损耗特性,结果表明,出口条件的变化不会对回热器的固有频率产生影响,进一步证明了频率特性是回热器的固有属性。这种理论计算的方法为实验法测量回热器的频率特性提供了一定的依据。

以驻波型热声制冷机的回热器作为研究对象，通过对二维可压缩形式的连续性方程、N—S方程、能量方程和理想气体状态方程的数值求解，得到了热声核区域内工作介质的能流密度矢量和能量迹线云图。结果表明：在轴向方向上影响能量传递的主要因素为气体的热传导项。

由于臭氧层破坏和全球变暖等原因,CO2作为新型制冷工质在跨临界CO2循环中被广泛推广和应用。在循环中加入回热器可大幅度提升系统性能,本文针对跨临界CO2循环中的回热器应用,从带回热器的跨临界CO2系统性能、回热器结构、回热器在系统循环中的位置、回热器效率以及回热器入口制冷剂温度等几个方面对系统性能的具体影响进行深入探讨,介绍了国内外研究进展,对回热器的应用加以分析和展望。