500W斯特林发动机设计与模拟.pdfVIP

格力--华中科技大学 第六届制冷空调研究生学术年会 暨湖北省第二届制冷空调研究生学术年会论文集 500W 斯特林发动机设计与模拟 1 2 林文婷 舒水明 （1.华中科技大学,武汉 1 4300741；2.华中科技大学，武汉 2 430074）2 摘 要： 在此当前社会，环境污染和能源形势日趋严峻，开发太阳能、风能等清洁可再生能源已成为能源 发展的必然趋势。碟式太阳能热发电技术是太阳能利用中较有潜力的技术之一，具有较好的发展和应用前 景，如用于偏远地区的发电等。本文的研究重点为可应用于偏远地区可再生能源发电的斯特林发动机。为 建立适用于模拟斯特林发动机性能的模型，从而对改发动机的关键参数进行设计，首先对斯特林循环进行 了分析，并将斯特林循环与卡诺循环进行比较，得出斯特林发动机做功能力较强，热效率较高的结果。紧 接着阐述了各种当前比较主流的分析方法。其中包括：理想斯特林循环分析方法（根据其精度级别也被成 为零阶分析法），斯密特分析法（根据其精度级别也被称为一阶分析法），等温分析法和绝热分析法（根据 其精度被归为二阶分析法），节点分析法（根据其精度级别被归为三阶分析法）以及结合商业 CFD 软件的 模拟分析方法（根据其精度被归为四阶分析方法）。以上述分析为基础，本文设计了输出功率约 500W 的- 型斯特林发动机，并采用 MATLAB 对设计的可行性进行了验证。为提高斯特林发动机的性能，其核心部件 —回热器的设计显得尤为重要。在现有的设计基础上，使用商业软件 FLUENT 对回热器内的流动和换热进 行了模拟，并根据模拟结果提出将四个发动机回热器并联，从而加强换热，提高回热器性能，进而改进整 机性能的方案。 关键词： 碟式太阳能热发电技术 500W -型斯特林发动机 结构设计 可行性验证 参数优化 Designing of 500W Stirling Engine 1 2 LIN Wenting , SHU Shuiming (Huazhong University of Science and technology, Wuhan 430074; Huazhong University of Science and technology, Wuhan 430074) In current society, with the worsening environmental pollution and energy problem, the development of solar, wind and other clean renewable energy has become an inevitable trend. The thermal dish solar power generation technology is one of the most potential solar power technologies, so it has bright future for application in areas such as power generation in remote areas. This study focuses on a 500W α-type Stirling engine. To design this Stirling engine, firstly the Stirling Cycle is introduced. Then we compare the Stirling engine with the Carnot Cycle and get the conclusion that the working ability of Stirling engine is very powerful and its thermal efficiency is rather high. Then we analy