热声热机是一种利用热声效应进行能量转换的新型热机，其因众多优点而深受关注。在对热声热机进行研究的过程中，人们常常利用各种特征参数来表征热声系统的换能效应。本文在系统全面地了解和总结热声热机理论和研究的发展的基础上，结合时变率相似分析方法，以热声系统特征时间为特征参数来对其进行计算、优化及分析，研究其对热声热机性能参数的影响，以便对热声热机的理论研究和设计工作提供指导。并搭建实验平台，对热声特征时间进行测量与分析。从理论与实验两个方面来研究热声系统特征时间。本文主要的研究工作包括以下几个部分：首先，对时变率相似分析方法进行了介绍和分析，得到热声系统的特征时间的表达式，并以多种目标函数对其进行优化和分析。以生态学目标函数分析，对于热声发动机和热声制冷机，目标函数E值随特征时间ωτ_k或ωτv先增大后减小，存在一个ωτ_k值或ωτv值，使生态学目标函数E值最大，且温度梯度和x值对E值也有影响。以功率分析，功率随特征时间单调减小。以效率分析，热声发动机效率随特征时间ωτ_k或ωτv增大而增大。以制冷率和制冷系数分析，存在一个最优特征时间使它们最大。其次，以驻波声场为例，计算及分析了热声热机的熵产率，分析特征时间、温度梯度等因素对熵产率的影响。对于换热器，熵产率随ωτ_k或ωτv先减小后增大；对于回热器，熵产率随特征时间先急剧增大，再急剧减小，到一个极小点后再平缓增大。存在一个最优特征时间使得系统的不可逆熵产最小；并且存在温度梯度、板间距和阻抗比使熵产率最小。接着，在考虑了热漏和系统内不可逆性所引起的能耗的情况下，从能量的角度对热声系统的品质因数进行计算分析。品质因数随特征时间在多种热损情况下都是单调增大，热漏对品质因数的影响比不可逆程度因子对品质因数的影响要大；品质因数随谐振频率和多孔材料特性因子单调增大，随热漏热导率、不可逆程度因子和r0值单调减小。最后，分析了热声系统特征时间的测量方法，并在实验室的实验平台上对其进行了实际测量及对实验结果进行分析。