斯特林发动机及碟式太阳能热发电系统的模拟和优化

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1、物理量名称及符号表一工作过程中工质的最大压力，MPa％一丝网线径，cm‰一发动机的最大容积，cm3刁勘一冷区容积，CBs仉一冷却器组的通流容积，c皿3p一冷腔容积，cm3名一热腔容积，cm'&甲一热区容积，cm'几c一加热器组的通流容积，CB3岛伪一回热器流通容积，cm3角髓一总循环容积，Cmsn积l一工质流经回热器的平均流量，g／s户‰2一工质流过加热器的平均流量，g／sPe矽一工质流过冷却器的平均流量，g／s腑一冷却水的质量流量，g／s仃一从活塞上止点起算的曲柄角，。％一吸热器腔体内表面的吸收比，％q蛳一连杆夹角，‘‰一冷腔所在气缸的连

2、杆夹角，。00一腔体轴的倾角，。‰一总光学误差分布的标准误差，m≯一缸壁活塞径向间隙，Cln．V．一加热器壁面温度，K一吸热器腔体内表面的发射率，％一聚光器一吸热器的效率，％一发动机的示功循环效率，％一极轴角，％一空气导热系数，w／(cm·K)一缸壁密度，g／cm，一冷却器中的工质密度，g／cm3一加热器中的工质密度，g／cms一回热器基体密度，g／cm3一工质在回热器进口的密度，g／cm3一工质在回热器出口的密度，g／cm3一活塞壁密度，g／cm'一聚光器镜面反射率，％一黑体辐射常数，w／(cm2·I(1)一倾斜误差，m一接收腔定位误差，

3、m一太阳光线误差，iii一跟踪误差，la一边缘角，。一截断效率，％‰乙％％‰‰‰％‰％％％％％％口‰∥∥％万％独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：扬盈日期：型丝茎：盔关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权

4、保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：扬缝导师签名：第1章绪论1．1课题的背景和意义1．1．1能源现状及存在的问题能源是国民经济发展和人民生活所必需的重要物质基础，对社会、经济发展和提高人民物质文化生活水平极为重要。现代社会的生产和生活，依赖于能源的大量消耗。在当今世界的能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。但是这些化石能源都面临枯竭的危机，截至2002年底，世界石油可采储量为1427亿吨，可采

5、40．6年；天然气为155．78×104亿立方米，可采60．7年；煤炭为9844．5亿吨，可采204年。我国的能源资源储量不容乐观。根据最新资料，我国能源经济可开发剩余可采储量的资源保证程度仅为129．7年，其中，原煤仅为114．5年，原油仅为20．1年，天然气仅为49．3年n1。化石能源的大量开发和利用，是造成大气污染和其他类型的环境污染与生态破坏的主要原因之一。全球气候变化是当前国际社会普遍关注的重大全球环境问题，它主要是发达国家在其工业化过程中燃烧大量化石燃料产生的C02等温室气体的排放所造成的。在过去的100年中，全球平均气温上升了

6、0．3,--,0．612，全球海平面上升了10---25cm。频繁的飓风、水源污染、湿地沙化都是自然对人类的惩罚。能源枯竭和环境污染两大问题严重制约着人类社会的发展。要从根本上解决这个问题，就要求我们大力开发对环境友好的新能源。1．1．2太阳能的利用在众多的新能源中，太阳能因其具有以下一些优点嘲，拥有非常广阔的应用前景。(1)储量。无限性’’．太阳每秒钟放射的热量大约是3．75×i0嚣kW，其中到达地球陆地表面的辐射能大约为1．7×10”kW，相当于目前全世界一年内消耗的各种能源所产生的总能量的35，ooO多倍，太阳的寿命至少尚有40亿年，

7、相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球能源的时间可以说是无限的。北京工业大学工学硕士学位论文(2)分布普遍性。相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大部分地区存在普遍性，可就地取用，这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好的前景。·(3)利用清洁性。太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎对环境不造成任何的污染。(4)利用的经济性。一是接收太阳能时不收任何的“税"，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，太阳能的利用不仅可能而且可行。我国拥有十分丰富的太阳能资源。我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为147X10

8、8000万千瓦时，年日照时数大于2000小时的地区面积较大，约占全国总面积的2／3以上，主要为西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部等广大地区，