斯特林发动机最大改进

斯特林发动机

斯特林发动机是一种闭循环活塞式热机,闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内,而开循环则如内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。斯特林发动机一般被归为外燃机。

切图以外的菱形驱动器测试配置斯特林发动机的设计：

* 粉红-热筒壁

* 深灰色-冷筒壁（与冷却进排气管在黄色） * 暗绿色-热绝缘分开的两个汽缸结束 * 浅绿色-置换活塞 * 深蓝色-功率活塞

* 淡蓝色-曲柄连杆和飞轮

没有表明：热源和热汇。 在此设计了置换活塞构造没有专门建造的再生 。

介绍

斯特林发动机在热机中的效率目前是最高的，有时可以达到80%。

In the conversion of heat into mechanical work, the Stirling engine has the potential to achieve the highest efficiency of any heat engine. It can theoretically perform up to the full Carnot efficiency, although not yet in practice. The pract

关于斯特林发动机的研究与发展

学号：13015218

姓名：彭俊图

摘要:简述了斯特林发动机的发展历史及研究现状，介绍了斯特林循环并归纳了斯特林循环的分析方法，阐述了斯 特林发动机的特点和应用，并展望了斯特林发动机的发展前景。

关键词:斯特林发动机;斯特林循环;碟式太阳能热发电系统

随着社会的不断发展，化石燃料的消耗量日益增大，传 统燃料的内燃机将面临着严重的能源危机，而积极解决这个 问题的有效途径之一是开发一种可以使用与传统内燃机不同的燃料的动力装置，斯特林发动机则是目前可行的最佳途 径之一。斯特林发动机(Stirling engine) 又叫热气机，是一种 封闭式外燃机，具有燃料来源广，热效率高，排气污染少，噪音低，运转特性好，结构简单，维修方便等优点，并且在太阳能碟式发电系统中有着重要的应用，越来越受到人们的关注。国外一些专家预言， 21 世纪将是斯特林发动机的 世纪。

1 斯特林发动机的发展

1816 年，罗伯特·斯特林 (Robe Stirling) 发明了闭式循 环的热气机一一斯特林发动机。在当年的第 4081 号专利 中，罗伯特·斯特林在历史上第一次描述了回热器的结构和 应用，并对第一台闭式循环热气机的构造进行了描述

斯特

本科毕业设计（论文）

基于创新方法的斯特林发动机改进

学 院 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化

（机械电子工程方向）

年级班别 2008级（2）班 学 号 学生姓名 指导教师

2012年 6 月

基于创新方法的斯特林发动机改进

机电工程学院 摘要

斯特林发动机由于具有燃料来源广、低噪声、低污染、安全性能高等诸多优点而受到越来越广泛的重视。但由于斯特林发动机在功率效率及结构的技术和发展还不是特别地成熟，还不能成为完全替代内燃机的新型动力机器，需要对斯特林发动机进行改进设计。本文在介绍了基于TRIZ理论的机构创新设计方法的基础上，针对现有斯特林发动机工作效率低、功率不高、结构庞大等方面问题，应用TRIZ理论的技术矛盾矩阵法对斯特林发动机进行

本科毕业设计（论文）

基于创新方法的斯特林发动机改进

学 院 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化

（机械电子工程方向）

年级班别 2008级（2）班 学 号 学生姓名 指导教师

2012年 6 月

基于创新方法的斯特林发动机改进

机电工程学院 摘要

斯特林发动机由于具有燃料来源广、低噪声、低污染、安全性能高等诸多优点而受到越来越广泛的重视。但由于斯特林发动机在功率效率及结构的技术和发展还不是特别地成熟，还不能成为完全替代内燃机的新型动力机器，需要对斯特林发动机进行改进设计。本文在介绍了基于TRIZ理论的机构创新设计方法的基础上，针对现有斯特林发动机工作效率低、功率不高、结构庞大等方面问题，应用TRIZ理论的技术矛盾矩阵法对斯特林发动机进行

毕 业 设 计(论文)

题 目 斯特林发动机模型制作与研究

系 别 专业班级 学生姓名 指导教师

动力工程系

热能与动力工程08k3班

王庆五

二○一二年六月

华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）

斯特林发动机模型制作与研究

摘 要

随着石油资源的日益短缺，石油价格逐渐上涨，传统的内燃机使用石油资源而引起的环境污染、能源使用极不平衡等社会问题日见突出。研究能以天然气、沼气、生物质等作为燃料的发动机有关技术，对于促进能源的综合利用、改善当前使用单一石油资源的状况并减少环境污染，创造节约型社会，具有重要的意义。斯特林发动机作为外燃机具有的燃料多样化、效率高、噪音和污染小等特点，适于利用农村薪材、桔杆和太阳能进行发电。斯特林发动机得天独厚的优势，以及各种新材料新技术的出现，斯特林发动机必将代替内燃机为21世纪提供主要动力。斯特林发动机的广泛应用，必将使我国的能源利用效率得到大幅度提高，无沦是对环境保护还是节能减排，都有着非常重要的积极意义，也将会为我国的经济又好义快的发展提供充足动力。本文通过研究斯特林发动机的性能特性，讲述了斯特林发动机的结构类型与主要分析方法，总结了斯特林发动机的关键技术，阐述了斯特林发动机的特点及主要应用，设计制

斯特林发动机的发展史,以及斯特林在各个方面的应用。

斯特林发动机一热机领域里的竞争者王景枯上海汽车发动机厂上海船用柴油机研究所

徐宁义! #,

自从概念以后

年法国卡诺提出热机的循环和可逆的,

同时向外放热 0

,

保证过程等温

,

做负功

。

人们认识到实际热机的效率不可能高于理想可逆的热机理想效率与工质无关只与冷热源的,

动力活塞在上止点不动配气活塞由上止点向下点运动经压缩后的工质流经回热

等温吸热

—,

,

,

谧差有关多年以来汽轮机、

,

并据此设想出高压缩型自燃式热机、、

。

一百

器

,

并从中吸收热量使温度和压力都升高到最大值,

。

与内燃机同时发展或新近在发展中的有燃气轮机以及利用太阳能氢能核聚变能,、

由于动力活塞不动行,

总工作容积不变

,

过程在等容进

不做功

。

等各种能源的高效

低公害新型动力机、、

。

属于热机范、

畴的则有蒸汽机内燃机汽轮机燃气轮机斯 / )特林%& ( +发动机朗肯, . 发动机和氢发、

、

膨胀麟

动机

低

、

除蒸汽机已接近淘汰以外汽轮机由于效率太装置笨重而只用于电站和大型船舶,斯特林朗。、

,

厂〕〕二厂二二〕

州

0

肯和氮发动机目前均尚不够成熟因此作为主要发动机的仅有内燃机和燃气轮机,而燃气轮机的经济性还比不上内燃机,

。

,

1 2一 1

加热器

’

… 曰

3

回热器配气活

斯特林发动机的发展史,以及斯特林在各个方面的应用。

斯特林发动机一热机领域里的竞争者王景枯上海汽车发动机厂上海船用柴油机研究所

徐宁义! #,

自从概念以后

年法国卡诺提出热机的循环和可逆的,

同时向外放热 0

,

保证过程等温

,

做负功

。

人们认识到实际热机的效率不可能高于理想可逆的热机理想效率与工质无关只与冷热源的,

动力活塞在上止点不动配气活塞由上止点向下点运动经压缩后的工质流经回热

等温吸热

—,

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,

谧差有关多年以来汽轮机、

,

并据此设想出高压缩型自燃式热机、、

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并从中吸收热量使温度和压力都升高到最大值,

。

与内燃机同时发展或新近在发展中的有燃气轮机以及利用太阳能氢能核聚变能,、

由于动力活塞不动行,

总工作容积不变

,

过程在等容进

不做功

。

等各种能源的高效

低公害新型动力机、、

。

属于热机范、

畴的则有蒸汽机内燃机汽轮机燃气轮机斯 / )特林%& ( +发动机朗肯, . 发动机和氢发、

、

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动机

低

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除蒸汽机已接近淘汰以外汽轮机由于效率太装置笨重而只用于电站和大型船舶,斯特林朗。、

,

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0

肯和氮发动机目前均尚不够成熟因此作为主要发动机的仅有内燃机和燃气轮机,而燃气轮机的经济性还比不上内燃机,

。

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加热器

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3

回热器配气活

制冷文章

文章编号：CAR140

小型蝶式太阳能斯特林发动机回热器的流阻分析

郭永飞 陈 曦 张 华 庞常伟 刘 颖

（上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093）

摘 要 回热器是蝶式太阳能斯特林发动机的重要组成部分，对小型蝶式太阳能斯特林发动机回热器流阻进行了分析。基于有限时间热力学理论和方法，利用时间比例的概念，对斯特林发动机回热器内工质在一个周期内的流动建立模型并分析，结果表明：回热器内所填充丝网类型、填充层数、工质流过回热器的雷诺数影响着工质通过回热器的压降和工质流阻损失，雷诺数较小时，压降值、阻力损失及其增幅均较小，随着雷诺数的不断增大，压降值、阻力损失及其增幅均显著增大。 关键词 热工学 太阳能 斯特林发动机 回热器 有限时间热力学

FLOW RESISTANCE ANALYSIS OF REGENERATOR IN A SMALL

SCALE DISH-SOLAR STIRLING ENGINE

Guo Yongfei Chen Xi, Zhang Hua Pang Changwei Liu Ying

(University of Shanghai for Science and Technology,

发 动 机

1.涡喷发动机的工作原理 ？P10

涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。

2.涡轮发动机的特征，有几个特性?P P10 P67

特征：发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得推力。

发动机特性包括： 转速特性、高度特性、速度特性。

保持飞机高度和飞机速度不变段情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性 3.影响热效率的因素？P18

热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。因素有加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比

发 动 机

1.涡喷发动机的工作原理 ？P10

涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。

2.涡轮发动机的特征，有几个特性?P P10 P67

特征：发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得推力。

发动机特性包括： 转速特性、高度特性、速度特性。

保持飞机高度和飞机速度不变段情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性 3.影响热效率的因素？P18

热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。因素有加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比