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31 ループ管熱音響システムにおける管内圧力計測系の製作 機械創造工学課程 11302090 梅本康平 担当教員 小林泰秀 准教授
31 ループ管熱音響システムにおける管内圧力計測系の製作 機械創造工学課程 梅本康平 担当教員 小林泰秀 准教授 1. 研究の背景 3.実験結果 熱音響冷却システムは、冷媒なしで冷却が行える． 図4に発泡スチロールが入っている場合と入っていない場合の圧力のゲインを比較したものを示す． 発泡スチロールが管内に入っていることによる大きな影響はないと考えられる． 管内の流れは進行波である方が好ましい． 管内の流れが進行波になっているか．また， 進行波はどのような条件で生じるのか調べる必要がある． 1 0.1 0.01 0.001 0.0001 10 100 1000 Gain [dB] Frequency [Hz] 複数の圧力センサを用いて確かめる方法がある． しかし，圧力センサでは連続的に測ることができない． 熱音響技術研究センター 渡辺 好章 坂本 眞一 図4 発泡スチロールがある場合とない場合のゲインの比較 物理モデルと実験による可視化結果を比較した． そこで，本研究ではクントの実験を応用し 連続的に管内の圧力を調べることを目的とする． 図5に実験による発泡スチロールの浮上位置のピークを模式的に表したもの示す． この時のspk1とspk2の位相差は0°であった． spk2 spk1 x 2. 実験装置 図１に実験装置の概略図を示す． 590 spk2 spk1 450 図5 発泡スチロールの浮上位置 フランジ位置 位相差0°の時の管内粒子速度の物理モデルを図6に示す． 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 6 4 8 10 12 Perticle velosity [m/s] Tube length [m] 1300 図1 実験装置の概略図 発泡スチロールを容易に入れられるように図2のようにフランジを取り付けた． 図1のようにspk1およびspk2から音を鳴らし， 共振周波数になると発泡スチロール(Φ3)は図3のように浮上する． 図2 フランジ 図6 位相差0°の時の管内粒子速度の物理モデル 図6のx軸の0[m]の位置はspk2の位置を表している 図5と図6を比較するとわかるように浮上位置が 一致していることがわかる． 今回は，2次共振である周波数190[Hz]で一定とし実験を行った． 図3 実験における発泡スチロールの浮上の様子 4.まとめ クントの実験を応用することによりループ管内の音圧分布を可視化する装置を作製した． 管内の音圧分布が物理モデルによる計算結果と概略一致するということを確認した． 発泡スチロールの浮上は粒子速度の腹（圧力の節）で起きる． 2次共振での管内の圧力分布を見ることができる．
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