碟式太陽能斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)及工質(zhì)流場分析.pdf

1、斯特林發(fā)動機是碟式太陽能熱發(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)動機熱交換系統(tǒng)的換熱機理及其內(nèi)部工質(zhì)的流場分布對斯特林發(fā)動機的設(shè)計和優(yōu)化具有特殊意義。本文以25kWα型四缸雙作用斜盤傳動的碟式太陽能斯特林發(fā)動機的熱交換系統(tǒng)為研究對象，對其換熱機理及其內(nèi)部工質(zhì)流動特性展開研究，主要包括以下內(nèi)容:
　　斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)熱力循環(huán)與換熱機理研究。通過對斯特林理想循環(huán)與實際循環(huán)的分析，驗證了由于無益

2、容積以及各種損失的存在，實際斯特林循環(huán)效率低于卡諾循環(huán)效率;以α型斯特林發(fā)動機為例，簡述了施密特分析方法，對斜盤及其活塞的運動作了分析;基于斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的換熱機理，建立了其相應的換熱物理模型。
　　斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)設(shè)計及分析。根據(jù)設(shè)計要求，對斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)進行了分析，確定了熱交換系統(tǒng)的無益容積，計算了單個做功單元在一個循環(huán)內(nèi)的循環(huán)功;基于斜盤及其活塞運動分析和熱交換系統(tǒng)（加熱器、回熱器和冷卻

3、器）的設(shè)計計算，建立了25kWα型四缸雙作用斯特林發(fā)動機熱交換系統(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)學模型，并分析了系統(tǒng)各種熱損失對系統(tǒng)熱效率的影響。
　　斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)流場數(shù)值模擬及分析。在斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)幾何模型基礎(chǔ)之上，建立了斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)的仿真模型;基于計算流體力學的基本理論知識，結(jié)合熱交換系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)流動特性，建立了工質(zhì)流動與換熱的數(shù)學模型;根據(jù)斯特林發(fā)動機的實際工況設(shè)定數(shù)值求解參數(shù)