广义传热规律下的斯特林热机的Z函数优化

基于广义传热规律Q∝(ΔT)m,建立不可逆斯特林热机模型,并考虑热阻、热漏和回热损失对热机的影响.以Z函数为目标实现功率与效率之间的协调优化,对比研究Z函数与效率、功率与效率,功率与效率的关系曲线,讨论漏热率、回热器效率、回热时间等参数对斯特林热机性能的影响.结果表明:漏热率越小,回热时间越短;回热器效率越大,斯特林机性能越好.     

分置式斯特林发动机热动力学建模

文章建立了耦合电磁力的分置式斯特林发动机动力学模型。以膨胀活塞与压缩活塞的瞬时位移量作为Matlab/Simulink数值计算模型的反馈输入量,由于工质流体的总质量不变,利用气体状态方程计算了瞬时循环压力,利用回热器中的流动损失计算了压缩腔和膨胀腔之间的压力向量差,利用动生电动势平衡方程计算了发电线圈的瞬时电流值,并将膨胀活塞和压缩活塞的位移波形进行了对比分析;然后根据振动系统的相关理论,分析了分置式斯特林发动机稳定运行的必要条件。     

整体式斯特林制冷机用于家用冰箱的性能研究

基于斯特林制冷循环在环保方面的优点,对一种应用于家用和商用冰箱的整体式斯特林制冷机进行了实验研究.该制冷机由一个膨胀气缸、一个压缩气缸和回热器构成,膨胀活塞和压缩活塞以V型分布并由同一个曲柄连杆机构驱动,制冷端连接到膨胀气缸并向外部提供冷量.研究表明:当整体式斯特林循环制冷机应用于普冷和冰箱领域时,各种结构间存在着最优匹配;3种回热器结构中长度为60 mm、直径为50 mm的系统性能最优;对于不同的回热器,其工质氮气和氦气的最佳充气压力不同,在长度为60 mm、直径为50 mm的结构中,以氮气和氦气为工质的最佳充气压力分别为1 Mea和1.3 Mea,当转速分别为500～700 r/min(氮气)和800～1 000 r/rain(氦气)时,制冷量和性能系数最优.     

混合热阻条件下不可逆斯特林制冷机的基本优化关系

该文研究了混合热阻条件下不可逆斯特林制冷机的性能界限,导出了制冷机的制冷系数与制冷率间的优化关系,并作了些有意义的讨论,从而为斯特林制冷机的优化设计和最佳工况的选择提供些理论指导     

微型制冷机设计特点及联试结果分析

文章介绍了一种０．５Ｗ／８０Ｋ微型双活塞对置式斯特林循环制冷机的设计特点,并对设计思路及联试结果进行了分析。目前,该制冷机与红外探测器组件联试已取得成功,被冷却红外器件工作时温度低于７７Ｋ,室温成像效果清晰,已用于多元红外系统中。     

太阳能斯特林机热交换器动态 流阻损失数值分析

建立了太阳能斯特林机热交换器流阻损失方程,确定了其内工质流速和质量流率与转角的内在联系,开展了热交换器动态流阻损失数值计算,得到了回热器、加热器和冷却器动态流阻损失特性及其与热交换器参数的关系.研究表明:回热器、冷却器、加热器流阻功率损失比例分别为65.5%,19%和15.5%.回热器内流阻损失随丝网目数的增加而增大,随丝网孔隙率的增加而减小;冷却器内正、反向流阻损失峰值分别出现在转角100°和270°附近,且反向峰值更大;加热器内流阻损失曲线在横轴两侧不对称,正、反向峰值分别在转角144°和300°位置取得,且正向峰值大于反向峰值;同时在加热器和冷却器中,管径对流阻损失的影响均更显著.     

月球表面核反应堆电源方案

 月球基地的建立首先需要解决能源供给问题, 核反应堆电源具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点, 是月球基地及其他深空探测任务的理想能源。分析了目前可用于月球基地的能源情况, 针对性地提出40 kW_e月球表面核反应堆电源的设计理念, 经初步优化设计, 给出该电源的方案和总体设计参数, 并从物理、屏蔽、热工、结构方面对电源方案进行分析和论证。结果表明:该电源方案合理可行, 能够满足安全和寿期要求。     

斯特林制冷机无油润滑间隙密封的设计与研究

传统的制冷机回热器常使用接触式滑动密封,存在磨损,限制了制冷机的使用寿命.间隙密封的应用则可以避免这些问题.斯特林制冷机的密封关键在于气缸与活塞的间隙密封,能否有效地将其密封直接影响了斯特林制冷机的性能与可靠性.斯特林制冷机回热器采用间隙密封,这种密封方式不仅可以达到密封的目的,同时可以消除因密封面接触而产生的磨损,以及因此而产生的磨损污染.但是,由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量的损失,使制冷量减少.因此在间隙密封的设计中要合理设计间隙的大小以及间隙的偏心度,以确保密封的有效性及其使用寿命.     

斯特林制冷机整体性能的一种优化方案

考虑斯特林制冷机存在热阻和回热损失的不可逆性，根据有限时间热力学的分析方法，在牛顿传热定律下，研究了制冷机的整体优化性能，引入生态学目标函数E，导出了制冷系数ε，制冷率R和熵产率σ的优化准则，并对最佳输入功率，回热损失和回热效率等性能进行了分析讨论。     

30K温区百瓦级二级斯特林制冷机

30 K温区大冷量回热式低温制冷机在超导冷却、气体液化等领域具有广阔的应用前景.相较于其他类型的低温制冷机,斯特林制冷机具有结构紧凑、降温速率快、效率高等优势.基于理论分析和数值计算结果研制了一台大冷量二级斯特林制冷机,并对其开展了初步的实验研究.对不同工况下制冷机的压力波特性以及室温端换热器的换热特性进行研究,发现提高充气压力,压缩腔的压力振幅会提高,室温端换热器的换热量提高.提高第二级制冷温度,压缩腔的压力振幅与室温端换热器的换热量减小,且其减小速率均随制冷机第一级热负荷的增加而提高.制冷机无负荷工作时,每提高0.1 MPa充气压力,制冷机第二级制冷温度降至30 K的平均降温速率提高0.72 K/min.在2.6 MPa充气压力时,制冷机第二级可在13.24 min内降至30 K,最终无负荷制冷温度为19.83 K,此时第一级制冷温度为71.2 K.在第一级无热负荷时,该制冷机在30 K时可提供110 W制冷量,相对卡诺效率为10.96%,这是目前国内该类型低温制冷机公开报道的最高性能.