斯特林发动机的等温模型分析

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1、2011年第5期(总第161期)应用能源技术29斯特林发动机的等温模型分析许行，李亚奇，宋鸿杰(第二炮兵工程学院五系，西安710025)摘要：阐述了用等温分析法研究了热源温度、死区容积比、回热器有效性及热源温差和冷源温差等五个因子对斯特林发动机性能的影响。研究结果表明：发动机的性能随热源温度的增加而提高，热源温度越高，这种关系越弱；由于各种损失的存在，死区容积比有最佳值；回热器有效性是影响发动机性能的一个重要因子，提高回热器的有效性，是提高发动机性能的一个有效途径；相对热源温差，冷源温差对斯特林发

2、动机的性能影响更大。研究结论为斯特林发动机的优化设计与节能运行提供了新的理论指导。关键词：斯特林发动机；等温模型；优化设计中图分类号：TK123文献标志码：A文章编号：1009—3230(2011)05—0029—06IsothermalModelAnalysisofStirlingEngineXUXing，LIYa—qi，SONGHong~ie(5曲Dep．，SecondArtilleryEngineeringCollege，Xihn710025，China)Abstract：TheIsothe

3、rmalanalysisofStiflingenginewasusedinthispaper，andfivefactorsthataffecttheperformanceofStidingenginearepresented．Theresultsindicatethatwhenthetemperatureofhotsourcereachessomedegree，againtoimprovethetemperaturewillhavelittleinfluencetotheperformanceof

4、Stidingengine；becauseoftheexistofenergylosing，thereisabestvalueofdeadvolumeratio；regeneratoreffectivenesshasanimportantinfluencetoStiflingen~ne，andimprovetheregeneratoreffectivenessisanefficiencywaytoimprovetheperformanceofStiflingengine；comparedtohot

5、source，temperaturediferenceincoldsourcehavebiggerinfluencetotheperformanceofStiflingengine．TheresultscanprovideguidanceforthedevelopmentofStirlingengine．Keywords：Stidingengine；Isothermalmodel；Optimizedesign0引言最多的分析法【4]。斯特林发动机是一种外部燃烧(加热)的闭以等温分析法为基础，对仅、

6、卢、y三种类型斯式循环发动机，具有燃料来源广、效率高、污染小、特林发动机分别建立了相应的数学模型，研究了噪音低和维修方便等优点，对节约能源和环境保热源温度、死区容积比、回热器有效性及热源温差护有积极的意义；在碟式太阳能热发电和废热利和冷源温差五个因子对斯特林发动机性能的用等领域有广阔的应用前景。有些学者预言：2l影响。世纪将是斯特林发动机的世纪-】J。1斯特林发动机的三种基本形式斯特林发动机是按照斯特林循环工作的。目1．1斯特林发动机的模型前，对斯特林发动机分析方法：斯密特循环分析斯特林发动机主要

7、由加热器、膨胀腔、回热法、等温分析法、绝热分析法、节点分析法以及多器、冷却器和压缩腔等五部分组成，根据工作空间维分析法。其中等温分析法是发展最成熟，应用和汽缸配置的不同，斯特林发动机可分为三种类收稿日期：2011—04—10修订日期：2011—04—28型，它们的特征如图1所示，等温模型如图2所作者简介：许行(1987一)，男，硕士研究生，主研方向为碟式系统用斯特林发动机的数值模拟。示圳】。30应用能源技术2011年第5期(总第161期)加热器加热器加热器冷却器回热器回热器冷却器冷却器。型斯特林发

8、动机B型斯特林发动机y型斯特林发动机图1斯特林发动机三种基本结构类型的结构图压缩腔冷却器回热器加热器膨胀腔Ckrhe{：rc埘fmk”I^me’：：雕：P豳温度⋯图2斯特林发动机的等温模型由图1可以看出，型斯特林发动机，最显著1．2回热器有效性分析的特点是没有配气活塞，只有热活塞和冷活塞工虽然有文献探讨过回热器的有效性m，也作在加热器、回热器、冷却器两侧。为了保证工质有很多文献对斯特林发动机的三种类型进行分析在流动过程中被定容的压缩或冷却，它们朝同一研究川，但基于等温分析并且考虑回