分置式自由活塞斯特林發(fā)動機的研究.pdf

1、隨著不可再生能源的日益減少和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，節(jié)能、低碳、環(huán)保的生活方式已逐漸成為國際社會的共識。斯特林發(fā)動機作為節(jié)能環(huán)保型發(fā)動機，在利用太陽能和工業(yè)廢氣余熱等方面具有潛力，因此研究斯特林發(fā)動機的工作過程具有理論意義和實用價值。
　　本文根據(jù)項目要求設(shè)計了一款分置式自由活塞斯特林發(fā)動機，通過費聶爾透鏡將太陽光熱量聚集在熱源加熱板上端面，對熱源腔內(nèi)工質(zhì)氣體進(jìn)行加熱，冷源側(cè)使用風(fēng)冷，對冷源腔內(nèi)工質(zhì)氣體進(jìn)行冷卻，活塞系統(tǒng)穩(wěn)定振動后，由

2、動力活塞的往復(fù)運動帶動嵌入其中的磁鐵，切割磁鐵外部的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而對外輸出電功率。
　　在Matlab環(huán)境下分析了分置式自由活塞斯特林發(fā)動機的回?zé)崞餍?、死容積比、可逆系數(shù)、冷熱端溫差對發(fā)動機熱效率的影響，在Simulink環(huán)境下考慮到回?zé)崞髁鲃幼枇Γ⒘朔种檬剿固亓职l(fā)動機耦合電磁力的動力學(xué)模型，對斯特林發(fā)動機運動規(guī)律進(jìn)行了仿真研究。
　　仿真研究表明：死容積和不可逆性的增大會減少斯特林發(fā)動機的凈功和熱效率。為了

3、獲得高的發(fā)動機熱效率，需要盡量高的回?zé)崞餍?。如果沒有回?zé)崞?，該斯特林發(fā)動機仍然可以正常工作，但是熱效率較低。從可控角度來說，可逆系數(shù)Rs對回?zé)崞鞴ぷ饔绊懽畲?。該分置式自由活塞斯特林發(fā)動機存在冷熱活塞質(zhì)量比閾值，其振動頻率受冷活塞質(zhì)量影響較大，受熱活塞質(zhì)量和高溫端溫度的影響較小，基本不受冷熱剛度系數(shù)影響。原因是在該結(jié)構(gòu)斯特林發(fā)動機中，氣彈簧對活塞運動的影響可能大于機械彈簧對發(fā)動機的影響。
　　基于變質(zhì)量系統(tǒng)熱力學(xué)的理論，建立了分置