碟式太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)及工質(zhì)流場(chǎng)分析.pdf

1、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響熱發(fā)電系統(tǒng)的效率。弄清楚斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)的換熱機(jī)理及其內(nèi)部工質(zhì)的流場(chǎng)分布對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有特殊意義。本文以25kWα型四缸雙作用斜盤傳動(dòng)的碟式太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱交換系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其換熱機(jī)理及其內(nèi)部工質(zhì)流動(dòng)特性展開研究，主要包括以下內(nèi)容:
　　斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)熱力循環(huán)與換熱機(jī)理研究。通過對(duì)斯特林理想循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的分析，驗(yàn)證了由于無益

2、容積以及各種損失的存在，實(shí)際斯特林循環(huán)效率低于卡諾循環(huán)效率;以α型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)為例，簡(jiǎn)述了施密特分析方法，對(duì)斜盤及其活塞的運(yùn)動(dòng)作了分析;基于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的換熱機(jī)理，建立了其相應(yīng)的換熱物理模型。
　　斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)進(jìn)行了分析，確定了熱交換系統(tǒng)的無益容積，計(jì)算了單個(gè)做功單元在一個(gè)循環(huán)內(nèi)的循環(huán)功;基于斜盤及其活塞運(yùn)動(dòng)分析和熱交換系統(tǒng)（加熱器、回?zé)崞骱屠鋮s

3、器）的設(shè)計(jì)計(jì)算，建立了25kWα型四缸雙作用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)的三維幾何模型以及熱交換系統(tǒng)熱損失與熱效率的數(shù)學(xué)模型，并分析了系統(tǒng)各種熱損失對(duì)系統(tǒng)熱效率的影響。
　　斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)流場(chǎng)數(shù)值模擬及分析。在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)幾何模型基礎(chǔ)之上，建立了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換系統(tǒng)的仿真模型;基于計(jì)算流體力學(xué)的基本理論知識(shí)，結(jié)合熱交換系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)特性，建立了工質(zhì)流動(dòng)與換熱的數(shù)學(xué)模型;根據(jù)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況設(shè)定數(shù)值求解參數(shù)