| Research Abstract |
熱音響現象のエネルギー変換効率と温度差についての検討を行った.熱音響システムの現在の効率と温度差(熱(音)入力に対して,どの程度音(熱)を出力できるか?)を調査するため,熱から音エネルギーへの変換効率,音から熱エネルギーへの変換効率を測定した.また,その変換効率と温度差の関係に着目した検討を行った.測定項目は,熱から音エネルギーへの変換効率,音から熱へのエネルギー変換効率,熱音響システムのプライムムーバーにおける温度差,音エネルギーの分布(2センサーパワー法を用いて音響インテンシティを算出),音場(音圧分布,粒子速度分布,位相分布)などとした.
熱音響システムのプライムムーバーのエネルギー変換効率の向上のためには,これまで一般的に使用しているプライムムーバーのスタック内の様々なパラメータを知ることが重要となる.スタック内のパラメータは,温度に依存するものが多い.スタック内の温度勾配を測定し,その温度勾配より,スタック内に流れる熱流束や熱音響現象に必要な熱交換面積を算出した.その結果,現在使用しているプライムムーバーでは,スタックに入力されない熱エネルギーが大きいということを確認した.また,スタック上部では熱交換面積が存在しないことを確認した.エネルギー変換効率の向上のために,まず熱の損失を最小限に抑えるため,スタック上部を熱伝導率の大きい金属で加工することが重要となる.更にスタック上部の流路を広げることが必要となる.これらの結果より,熱音響システムの低温度駆動が促進され,有り余る低温度の廃熱の有効利用が進むと考えられる.
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