分置式自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)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(guó)際社會(huì)的共識(shí)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)作為節(jié)能環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)，在利用太陽(yáng)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(dòng)機(jī)的工作過(guò)程具有理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文根據(jù)項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)了一款分置式自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)費(fèi)聶爾透鏡將太陽(yáng)光熱量聚集在熱源加熱板上端面，對(duì)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(duì)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(dòng)后，由

2、動(dòng)力活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)嵌入其中的磁鐵，切割磁鐵外部的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而對(duì)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(dòng)機(jī)的回?zé)崞餍?、死容積比、可逆系數(shù)、冷熱端溫差對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的影響，在Simulink環(huán)境下考慮到回?zé)崞髁鲃?dòng)阻力，建立了分置式斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)耦合電磁力的動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)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(huì)減少斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的凈功和熱效率。為了

3、獲得高的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，需要盡量高的回?zé)崞餍省Ｈ绻麤](méi)有回?zé)崞?，該斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)仍然可以正常工作，但是熱效率較低。從可控角度來(lái)說(shuō)，可逆系數(shù)Rs對(duì)回?zé)崞鞴ぷ饔绊懽畲?。該分置式自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)存在冷熱活塞質(zhì)量比閾值，其振動(dòng)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(dòng)機(jī)中，氣彈簧對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)的影響可能大于機(jī)械彈簧對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響。
　　基于變質(zhì)量系統(tǒng)熱力學(xué)的理論，建立了分置