曲柄转角对太阳能斯特林发动机性能的影响

摘要

基于斯特林发动机理想绝热分析法,对GPU-3β型斯特林发动机内部交变流动和换热过程进行数值模拟,获得不同腔体压力、容积、质量流量、循环功等参数的变化规律.结果 表明:随着曲柄转角θ逐渐增大,工质的压力、容积曲线呈现先减小后增大的变化趋势,当θ=150°时,膨胀腔温度Te和压缩腔温度Tc均达到最大值:1024 K和450 K;当θ=90°时,回热腔内换热量Qr达到最大值为650 J;膨胀腔循环功We与总循环功W的变化趋势一致,呈现正弦规律变化.对比理想绝热模型与Schmidt模型,表明绝热模型能真实反映斯特林发动机中工质热流规律.采用多目标遗传算法对循环功和无因次功进行优化,获得最优解集为60 kW和1.44.