斯特林发动机的循环分析和计算

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斯特林发动机的循环分析和计算斯特林发动机的循环分析和计算
吴丹妮
9湛江海洋大学水产学院，
湛江 : ! ; < ! :
摘 要 阐述了等温分析法的斯特林发动机的物理模型 ，
及由此导 出描述循环的各热力参数及循环功
的数学式 ，
并以小型斯特林实验机的实验结果和等温法计算结果进行比较分析7
关镇词 斯特林机 循环分析 实验
中图分类号 >
!
中小型斯特林发动机在船舶 、
海岛的发 电有广阔的发展前景 。
目前，
世界上很多海军国家都在
积极研制它 ，
同时也创立了不少循环性能的分析计算方法 。
本文 阐述的等温分析法是参考节点分析
法的计算机模拟结果对施密特分析法的改进 。
它接近实际循环 ，
在温度选取恰当时，
可获得较高计
算精度，
且计算简单。
另外 ，
它可 以得到闭解公式，
为循环系统的优化设计提供了理论基矗

斯特林机等温分析法物理 模型
斯特林发动机用图 ! 所示的 ! 个水平对置活塞的形式为代表，
进行了模型化。
机器被认为由 :
个串联部件压缩腔 ≅ 、
冷却器 、
回热
器 Α
，
加热器 Β 和膨胀腔 Χ 所组成 。
每-部件 的工 质用其瞬时质量 Δ
，
绝
对温度 >
，
容积 6 和压 力 Ε 所代表 。
每-个这类参数都用-组注脚如图

所示 。
根据 Φ#
# Γ Η 节点法 由计算机绘
制 的温 度分布 ，
我们假 定如 图
所示
的温度模型 。
各温度间设有如下关系Ι
> Χ
-> Β -△> 挑 ，
△> 肛ϑ Κ <-
< < ℃
> Γ ->
Λ △> Γ
，
△> ≅
- ! < ϑ : < ℃
> Α
Μ 9> Β ->
Ν Ο &
9> Β
Ν >
9

另外还作如下假设 Ι
9
循环的五
个组成部分温度恒定 Π
9! 等温压缩和
等温膨胀 Π
9Θ 膨胀腔容积 和压缩腔容
积按正弦变化Π
9; 不考虑工质的流动
阻力损失，
循环 系统 中各 点的瞬 时压
压缩腔 回热器 膨胀腔
尸- > Γ
温
度
等温模型
图
等温分析法温度模型
长度
力相等 Π
9: 工质为理想气体 ，
遵守 Ε6 -Δ Α > 状态方程 Π
9Κ 工质总量保持不变，
无泄漏 Π
9 回热
器无损失。
收稿 日期 Ι

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