斯特林制冷机回热器的阻力特性研究

摘要

温室效应及臭氧层损耗等环保问题的凸显，航空航天、红外探测等领域的特殊要求，使得越来越多的研究者将目光和精力投向结构紧凑、震动小、效率高、寿命长的斯特林制冷机。回热器是斯特林制冷机中的核心部件，其工作效率在很大程度上制约着斯特林制冷机整机性能的改善。因此，展开斯特林制冷机回热器的流动阻力、制冷特性研究具有相当重要的意义。
　　首先，采用两端填充径向填料中间填充轴向填料的新型回热器，用于斯特林制冷机。利用计算流体力学软件CFD，针对径向填料平行、交叉的不同堆叠方式建立了径向填料顺排、叉排物理模型，模拟计算新型回热器内压力、速度分布，获得采用径轴向混合填料的新型径回热器的流动阻力特性。并与结构参数一致分别单独填充径向填料、轴向填料的传统回热器对照，验证新型回热器在流动阻力特性方面的优越性。
　　其次，利用回热器计算专用软件REGEN3.3，模拟计算了不同回热器结构参数、运行参数、填料参数下的制冷、流动阻力性能。综合比较COP、制冷量、热端PV功、平均压力损失四个主要性能指标，获得斯特林制冷机回热器最佳性能参数，为斯特林制冷机回热器的优化设计提供一定的参考。
　　最后，根据模拟结果，设计稳态状态回热器阻力特性实验和直线电机驱动振荡流下斯特林制冷机回热器实验，给出实验装置组成和实验安排。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 斯特林制冷机及回热器

1.3 斯特斯特林制冷机回热器模拟现状

1.4 斯特林制冷机回热器实验现状

1.5 本文主要研究内容

2 基于FLUENT的斯特林制冷机回热器流动特性模拟

2.1 回热器填料

2.2 回热器流动特性参数

2.3 径向填料直排的流动特性模拟

2.4 径向填料叉排的流动特性模拟

2.5 本章小结

3 斯特林制冷机回热器性能的REGEN模拟

3.1 回热器计算软件REGEN3.3介绍

3.2 REGEN3.3计算模型

3.3 斯特林制冷机回热器性能影响因素分析

3.4 本章小结

4 斯特林制冷机回热器实验方案

4.1 稳态压降实验方案

4.2 振荡流回热器实验方案

4.3 本章小结

5 斯特林制冷机回热器实验方案全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 课题展望

致谢

参 考 文 献