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1、77第卷第!期湛江海洋大学学报6匕8#7年月#∃%&∋(#)∗+∋&−∋&./00∋&1&−20%3−458#2∀,斯特林发动机的循环分析和计算吴丹妮9湛江海洋大学水产学院,湛江:!;?!中小型斯特林发动机在船舶、海岛的发电有广阔的发展前景。目前,世界上很多海军国家都在,同。积极研制它时也创立了不少循环性能的分析计算方法本文阐述的等温分析法是参考节点分析法的计算
2、机模拟结果对施密特分析法的改进。它接近实际循环,在温度选取恰当时,可获得较高计,。,它,。算精度且计算简单另外可以得到闭解公式为循环系统的优化设计提供了理论基础斯特林机等温分析法物理模型,。斯特林发动机用图!所示的!个水平对置活塞的形式为代表进行了模型化机器被认为由:个串联部件压缩腔≅、冷却器?、回热,。压缩腔回热器膨胀腔器Α加热器Β和膨胀腔Χ所组成,每一部件的工质用其瞬时质量Δ绝,。对温度>容积6和压力Ε所代表每一个这类参数都用一组注脚如图。Φ#+#ΓΗ所示根据节点法由计算机绘制的温度分布,我们假定如图所示的。Ι温度模型各温度间设有如下关系,>Χ一>Β一△>挑△>肛ϑΚ<一
3、<<℃?,?≅温>Γ一>Λ△>?Γ△>一!<ϑ:<℃尸一度ΑΒ?&Β?>Μ9>一>=ΝΟ9>Ν>=9=>ΓΙ另外还作如下假设9=循环的五Π个组成部分温度恒定9!=等温压缩和Π等温膨胀9Θ=膨胀腔容积和压缩腔容Π积按正弦变化9;=不考虑工质的流动等温模型长度,图阻力损失循环系统中各点的瞬时压等温分析法温度模型,,ΠΠΠ力相等9:=工质为理想气体遵守Ε6一ΔΑ>状态方程9Κ=工质总量保持不变无泄漏9=回热器无损失。Ι收稿日期一<;一!:Ι第!期吴丹妮斯特林发动机的循环分析和计算基本方程式容积,7由假设Θ膨胀腔容积6和压缩腔容积6Γ分别为·。<:∋一6‘了、夕、∀2’音〔‘
4、Λ‘Λ卯〕了、Ρ乙,曰、少。·Γ#2一6“Λ一,合,,,。6Ι6Γ∋甲分别为膨胀腔和压缩腔最大扫气容积为曲柄转角为玖和6Γ的相位角差,,冷区无益容积6?Σ包括冷却器通流容积连接管道和压缩腔余隙容积之和即6?Σ一76Χ众9;=式中众为冷区无益容积比,同理热区的无益容积6ΒΟΤ和回热器无益容积6ΑΣ分别为6ΒΣΜ76Χ9知:=76ΑΣϑ义Α6Χ9Κ=式中众和瓜分别为热区和回热器的无益容积比。6>循环系统总容积为‘价ϑ认Λ6Λ6ΒΣΛ6ΑΣΛ6?Σ9=!7!压力、、由假设;:Κ可得工质总质量材>为。?ΑΒ0材全ΜΔΛΔΛΔΛΔΛΔ,∀∀#∃%尽!,、一!二∀竺些上兰了、‘了、八找、
5、尹、产7&兀哥、石干勺厂芬石门厂石石∋石而习「石而(—∋)#∗+诬,诬−找0+材或.&,,。12%∀∀∀∀&∀%二币二篇)/井拼十篇∋+/∗二,/不义−∋∗#3、式将45365和375代入385并经整理后得0+9。%,、,、=!:<甲∀;∀−卜一3∋>5人;1,,、,0≅+∃444、户1,。于二,∀∀孟#∀%&∀?一又二于十二篇二/二寿升3∋∋5式中篇/,#/乙。才义#0一0丈,‘∗−令直角三角形的两条直角边分别为∀−·<Δ2沪一Χ<Δ2月3∋65Α0Β∀。。。Ε一Χ,、3∋75Α0−益一则斜边Χ为,,,、,,,。、,%Φ∋尸))1<∋∀Α∀叭上妇“一一七一又,∀≅址气并犷少州卜火
6、布二Γ厂夕份不苏一Η苏一Η下,夕63∋ϑ5乙才−Δ)∀−Δ−上)Ι−夹角夕3压力相位角5为%%‘,、。%,。、,%、Φ,))1<工一∋∀Α∀叭灯<ΚΧ<42爪<42价它不苏,5“石声下一‘一万二下万二下尸63∋Ε5:(∋Λ气州卜气飞少月∋诬−义‘∀−,∋−4ΧΙ−湛江海洋大学学报第卷经上述三角替换后得材份Α材份ΑΕ二·0#3∋0#39Κ=古Λ≅9日Λ=古9ΛΥ曰=,∋式中必ΜΛ夕ΥΜ≅Ν古,式9Κ=为瞬时压力表达式由此可得最大循环压力户ϑ和最小循环压力Ες即ΕϑΜ材全ΑΝ〔占9(一Υ=〕9=。Ε‘Μ材士ΑΝ〔占9ΛΥ=〕9Ξ=,二。(ΛΥ压力比称为5ϑΕ。ΝΕ‘Ω
7、9=(一Υ7平均循环压力Ε为,」,%∗、材丁Α厂!Ψ必材全ΑΖΖΕΔ万二(Ε∃二不厂,Π一王足二丁下芬尸Ω,二二二花二9!<=ϑ‘,‘∀。岁一下”“∃(气。‘。。ΜΚ一万‘“下岁了Ι,>、、。注对既定机器而言[ΑΚ和Υ均为定值!7Θ0Ι循环功∴。二一、Λ∴一,‘96=Λ户Ψ927=丁丁9!=。。。一⊥压缩腔循环功]‘96=一ΕΨ96=·∋Ψ9!!=丁丁∋Ψ7Ι一膨胀腔循环功]_,Ψ92=一_户旦荟冬!·∋Ψ9!Θ=∀护1“,,为求循环功将式9Κ=按福里哀级数
