50 We自由活塞斯特林发电机的数值研究

摘要

设计了一台50 We的自由活塞斯特林发电机,并解耦为发动机和直线电机两部分分别开展分析。分析了发动机部分的工作特性,在2.5 MPa的氦气工作压力和900 K的加热温度下能以31.3%的热功转换效率输出68.2 W的声功;分析了直线电机的工作特性,输出电流为3.8 A时可输出57.8 We电功率,电机效率为80.5%;基于声阻抗匹配理论,分析了发动机和直线电机的声阻抗特性,实现了二者在功率、运行频率和声阻抗方面的匹配。发电机在900 K热端温度和2.5 MPa氦气工作压力下发电功率为54.6 We,热电效率为25.2%。