斯特林发动机运行仿真及其回热器性能模拟研究

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1、分类号：TK513题1留2q6卜彳单位代码：10005学号：密级：$200705013公开北京工业大学硕士学位论文英文并列题目．SimulationofStirlingEngineandStudyof．PerformanceofRegenerator专导师姓名：———』醴摘L—一职称：熬撞论文报告提交日期2Q!Q生量且学位授予日期授予单位名称和地址北京工业大学北京市朝阳区平乐园100号邮编：100124，‘●■rl0lI’▲l独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得jE塞王些太堂或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：曹缈日期：≥口fo,l,7关于论文使用授权的说明本人完全了解j量塞王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解

3、密后应遵守此规定)躲留秒翩勰捌嗍少他∥．7摘要摘要随着能源和环境问题的日益严峻，太阳能等可再生能源越来越受到人们的关注。碟式热发电系统由于具有独特的优势成为太阳能利用中最有潜力的方式之一，斯特林发动机是碟式热发电系统中的关键部件，而回热器又是斯特林发动机中的核心部分。因此本文主要对斯特林发动机和回热器进行研究。热气机即斯特林发动机是建立在斯特林循环基础上的动力装置，它的设计依赖于现有的各种分析方法。其中最早也最经典的是施密特分析法，最实用的则是实用等温分析法。本文首先运用实用等温分析法编制了一套模拟四

4、缸斯特林发动机实时运行的软件，并用该软件计算出温度比、相位差及无益容积比对整机的循环功和循环压力的影响，得出各参数的最佳值或取值范围，为实际设计斯特林发动机提供参考。回热器是斯特林发动机中必不可少的部件，一个高效的斯特林发动机绝对离不开性能优良的回热器，本文接着就是对回热器进行研究。研究中采用了两种方法：单吹法和循环法。首先用单吹法模拟复合填充方式对回热器流动及传热特性的影响，得出回热器平均孔隙率越大，流阻损失越小、升温速度越快，最大热容量越小。接着又模拟了不同长径比对回热器的影响，结果表明在体积相同

5、的条件下，扁平型比细长型回热器效果更好。然后用循环法模拟同样复合填充方式对回热器流动及传热特性的影响，结果表明在回热器靠近热区端填充大孔隙率，靠近冷区端填充小空隙率的填充方式最佳。回热器不仅流阻小，温升快，而且吸热比大。本文最后设计了一个长径比为l，内部分别装填200目和300目不锈钢丝网，对应孔隙率为72．7％和62．8％的回热器。并搭建了一个入口温度为500℃，压力为0．9MPa，流量可调的单吹法实验台。关键词斯特林发动机回热器单吹法循环法．．．fJ』fijjJJIIIJIJIIIIJIIIIJI

6、IIII_北京T业大学工学硕上学位论文AbstractWiththeincreasinglyintenseenergyfiend，peoplearepayingmoreandmoreattentiontothesolarenergyandotherrenewableenergy．Dishsystemisbecomingthemostpotentialsystemforitsspecialadvantages．Stiflingengineisthemostimportantequipmentofdish

7、system，andregeneratoristhecorecomponentofthestirlingengine．So，thispaperprimarilystudiedthestiflingengineandregenerator．Stirlingengineisbasedonthestirlingcycle，itsdesignreliesonavarietyofexistinganalysismethods．OneoftheearliestandmostclassicistheSchmidta

8、nalysis，butthemostpracticalisthepracticaltemperatureanalysis．Atfirst,thisarticleproducedafour-cylinderstirlingenginereal—timesimulationsoftwarebythepracticaltemperatureanalysis，thenusedthesoftwaretocalculatetheinfluenceoftemperat