小型斯特林发动机优化设计及性能分析

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2、呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作．及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ，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获得石家庄铁道大学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。‘以（衣自＾也日期幸ｆ知签名：端：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电

3、子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）：皆皮争／自作者签名：曰期：如Ｗ巧／ｆｌ如导师签名：：心日期密级：公开工学硕士学位论文小型斯特林发动机优化设计及性能分析AMiniatureStirlingEngineOptimizationDesignandPerfor

4、manceAnalysis培养单位：机械工程学院专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究生：杨波指导教师：尤占平副教授二○一四年十月摘要摘要斯特林发动机是一种外燃的封闭往复式活塞循环发动机,近年来广受关注。由于斯特林发动机具有很多内燃机不具备的优点，而且可应用于工业生产和家庭供热供电，逐渐成为世界研究的热点。本文设计了一台功率为2kW的斯特林发动机，并对其性能进行了研究和分析。本文遵循减少斯特林发动机阻力损失的原则，选择氢气作为发动机的循环气体工质。通过查阅相关的文献和资料，在给定的运行条件下，初

5、步确定了发动机结构参数，采用实用等温分析法进行了结构参数合理性的验证，建立了绝热模型，对斯特林发动机进行了热力学分析，运用MATLAB程序进行编程，完成了对小型斯特林发动机的数值仿真，得到了提高功率和效率的方案。研究结果表明：升高热端温度、降低冷端温度、增加平均循环压力、加快转速、曲柄转角取90°、行程容积比取1和增加回热器有效性等方法都可以提高斯特林发动机性能。最后，对斯特林发动机热电联产系统进行了简单的分析和计算。关键词：斯特林发动机；实用等温分析法；热电联产AbstractAbstract

6、TheStirlingengineiswideattentioninrecentyears,whichisaexternalcombustionengine.Stirlingenginehasalotofadvantagethatinternalcombustionenginedon’thave,anditcanbeappliedtoindustrialproductionandhouseholdheatingandelectricity.Ithasbeenbecametheworld'shot

7、spotintheseyears.Thispaperisaimtodesigna2kWStirlingengine,andanalyzetheperformanceofaminiatureStirlingengine.AccordingtoprinciplethatreduceminimizeStirlingengine’sresistance,choosehydrogenasworkingfluidcyclegas.Afterreadingrelevantliteratureandinform

8、ation,designstheengine’sstructuralparametersininitialconditions,andtakespracticalisothermalanalysismethodtoverifythecorrectnessofthestructuralparameters.Atfirst,establishestheadiabaticmodelofStirlingengine’sthermodynamicanalysis.ThenprogramsbyusingMA