雙作用式斯特林發(fā)動機系統(tǒng)的設計與優(yōu)化.pdf

1、碟式太陽能斯特林熱發(fā)電技術是未來最經濟、最具發(fā)展?jié)摿Φ奶柲軣岚l(fā)電技術。斯特林發(fā)動機作為碟式發(fā)電系統(tǒng)的關鍵部件，它的研究和發(fā)展已經越來越受到人們的關注和重視。
　　本文對一臺25KW級雙作用式斯特林發(fā)動機進行了設計。首先確定了循環(huán)壓力、發(fā)動機頻率、行程、缸徑、熱交換系統(tǒng)無益容積等參數，進而對發(fā)動機換熱系統(tǒng)、氣缸、活塞等零部件進行了結構和尺寸設計。并利用等溫分析法對斯特林發(fā)動機性能進行了驗證，分析了斯特林發(fā)動機工作過程中存在的各種熱

2、量損失和阻力損失。
　　利用商業(yè)流體軟件FLUENT的動網格技術對斯特林機的膨脹腔活塞和壓縮腔活塞進行模擬，實現回熱器內部流場的交變流動。獲得了不同長徑比、不同孔隙率條件下，回熱器有效性與壓降的變化，擬合了壓降與長徑比之間的關系。結果顯示，孔隙率增加到0.76左右時，有效性開始迅速下降。
　　利用ASPENHTFS+的Design模塊對冷卻器進行了結構尺寸的設計優(yōu)化。得到了不同管數、管徑、管間距條件下冷卻器的流動性能參數，分

3、析了流體在微小型冷卻器中的流動特點。依據加工工藝復雜程度、冷卻器性能、經濟性擇優(yōu)選取了冷卻器的形式。最后，采用傳統(tǒng)熱力學分析方法對軟件設計結果進行了驗證，兩種方法計算結果基本吻合。證明將ASPENHTFS+這種通常用來設計化工生產中的大中型換熱器的軟件用于斯特林發(fā)動機冷卻器的熱力設計是可行的。
　　設計了斯特林機活塞的無油潤滑密封結構，建立了活塞的二維軸對稱模型，通過計算獲得了活塞的溫度分布，為設計活塞環(huán)、導向環(huán)的軸向寬度、徑向寬