斯特林發(fā)動機(jī)的工作原理及應(yīng)用前景

1、斯特林發(fā)動機(jī)的工作原理及應(yīng)用前景【摘要】隨著全球能源危機(jī)的發(fā)展與環(huán)境的惡化，傳統(tǒng)的化石燃料日益枯竭，且燃燒的排放物造成了溫室效應(yīng)、霧霾天氣及極端的氣候等人為的災(zāi)害，為了地球的可持續(xù)發(fā)展和人類生活水平的改善，人們清楚地認(rèn)識到開發(fā)利用新能源的重要性。其中，可再生能源的利用越來越廣泛，可再生能源對環(huán)境無害或危害極小，且資源分布廣泛。越來越多的國家采取鼓勵生產(chǎn)和使用可再生能源的政策和措施，中國也確立了到 2022 年可再生能源占總能源比重 15

2、%的目標(biāo)。外部燃燒系統(tǒng)的作用是給閉式循環(huán)系統(tǒng)提供能源，閉式循環(huán)系統(tǒng)由冷腔、冷卻器、回?zé)崞?、加熱器和熱腔組成，工質(zhì)在閉式循環(huán)系統(tǒng)中來回流動一次，完成一個斯特林循環(huán)?！娟P(guān)鍵詞】發(fā)動機(jī)；原理；前景1 斯特林發(fā)動機(jī)閉式循環(huán)系統(tǒng)的組件簡介（1）冷腔處于循環(huán)的低溫部分，和冷卻器聯(lián)接，壓縮熱量由冷卻器導(dǎo)至外界，在壓縮過程中有相當(dāng)一部分工質(zhì)居于冷腔。（2）冷卻器位于回?zé)崞骱屠淝恢g，功能是將壓縮熱傳到外界，保證工質(zhì)在較低的溫度下進(jìn)行壓縮。（3）回?zé)崞鞔?/p>

3、聯(lián)在加熱器和冷卻器之間，是循環(huán)系統(tǒng)的一個內(nèi)部換熱器，它交替從工質(zhì)吸熱和向工質(zhì)放熱，使工質(zhì)反復(fù)地受到冷卻和加熱?；?zé)崞鞑⒉皇潜匦柩b置，但它對發(fā)動機(jī)的效率影響極大。在往復(fù)式斯特林發(fā)動機(jī)中，回?zé)崞鞯氖褂眉仁顾固亓盅h(huán)的熱效率明顯提高，但又增加了工質(zhì)的阻力和壓力損失，工質(zhì)吸熱、散熱交替進(jìn)行，限制了斯特林發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，影響了功率的輸出。因此，優(yōu)化回?zé)崞鞯脑O(shè)計是斯特林發(fā)動機(jī)的核心技術(shù)問題。α 型斯特林發(fā)動機(jī)的工作過程為：（a）→（b）→（c）為定容

4、吸熱過程，熱活塞和冷活塞以同樣的速率分別右行和上行，熱活塞運(yùn)行到中間位置，冷活塞運(yùn)行到上死點(diǎn)。在此過程中，密封腔的容積沒有改變。冷腔中的工質(zhì)壓入熱腔，低溫工質(zhì)流經(jīng)回?zé)崞魑鼰帷＃╟）→（d）→（e）為等溫膨脹做功過程。熱腔中的工質(zhì)受熱膨脹，體積增大，壓力變大，熱活塞在工質(zhì)的推動下對外做功，右行到右死點(diǎn)，冷活塞從上死點(diǎn)下行到中間位置，整個密封腔的容積增大，其間工質(zhì)溫度不變。（e）→（f）→（g）為定容放熱過程，熱腔中的高溫工質(zhì)流向冷腔，推動

5、冷活塞繼續(xù)下行到下死點(diǎn)，熱活塞從右死點(diǎn)運(yùn)行到中間位置。此過程中，密封腔的容積也沒有改變。工質(zhì)經(jīng)回?zé)崞?、冷卻器放熱，壓力和溫度下降。（g）→（h）→（a）為等溫壓縮過程，熱活塞繼續(xù)左行到左死點(diǎn)，冷活塞由下死點(diǎn)開始上行到中間位置，在此過程中，整個密封腔的容積減小，冷卻器吸收工質(zhì)壓縮時放出的熱量，維持工質(zhì)溫度不變，回到（a）的狀態(tài)，進(jìn)入下一個斯特林循環(huán)。4 斯特林發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)（2）熱效率高?？刹捎镁哂斜裙β矢?、流阻損失小的特種氣體作工質(zhì)。燃料