β型自由活塞式斯特林裝置的CFD模擬與實驗研究.pdf

1、隨著能源短缺和環(huán)保意識的逐漸加強，自由活塞式斯特林裝置因具有高效率、壽命長、污染小、結構簡單等一系列優(yōu)點而被相關的科研工作者所重視。自由活塞式斯特林發(fā)動機具有多種燃料適應性，采用了板彈簧柔性支撐技術，被廣泛應用于航空航天、太陽能及生物質能發(fā)電等領域。自由活塞式斯特林制冷機較傳統(tǒng)制冷機的單級制冷溫區(qū)大，采用直線電機驅動，現已被廣泛用于紅外技術、空間觀測、低溫生物等尖端領域。本文以Fluent軟件為平臺，對在研的自由活塞式斯特林裝置進行了二

2、維整機模擬研究，主要有以下幾方面內容：
　　第一，本文對自主在研的一款自由活塞式斯特林裝置進行了二維簡化，基于Fluent軟件，采用動網格技術及UDF函數，分別對其作為制冷機和發(fā)動機時的情況下進行了模擬計算。研究表明：不論對于制冷機還是發(fā)動機，熱腔與冷腔中密度分布均勻，膨脹腔、壓縮腔中存在渦流耗散；回熱器是最主要的壓降組件且呈現出復雜的流動換熱特征，壓力分布在流體流向轉變時刻呈現出非單調變化；另外，還得到了熱腔與冷腔的示功圖及輸出

3、功。
　　第二，通過參數敏感性分析，研究了充氣壓力、振動頻率、相位差、熱端溫度及回熱器參數對整機性能的影響，當上述參數變化時，得到了斯特林裝置中熱腔與冷腔壓力振幅、回熱器兩端壓力降、回熱器兩端溫度、壓力損失比、質量流量及功率的變化趨勢。
　　第三，對這款自由活塞式斯特林裝置進行了實驗研究，實驗主要監(jiān)測了熱腔與冷腔中的壓力、動力活塞及配氣活塞的加速度隨時間的變化，對實驗數據處理后分析了發(fā)動機和制冷機的變工況特性。另外，在選定工