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第第页共22页斯特林发动机结构概述常见的斯特林发动机分为腔体部分和外部机械结构部分。1.1结构与功能斯特林发动机需要合适的结构完成完整的循环所需要的功能。封闭工质卡诺循环要求工质与外界环境隔离，需要有能够承受高温高压的气密腔体。工质气体输入与传出热量的方式现在常见的设计思路是设计两个腔体，通过控制气体在两个腔体的分布状态，决定气体是吸收热量还是放出热量。常见的三种结构都是将密闭腔体划分为专门加热的腔体与专门冷却的腔体。加热与降温无论是加热还是降温，这些结构都要求有良好的导热能力，能尽可能快的改变气体温度。决定这些因素的有材料的导热率、与环境的接触面积、结构厚度；以及需要至少能控制两个热源中的一个的温度来保证有足够的温差。控制气体分布图4β型斯特林发动机[6]Fig图4β型斯特林发动机[6]Fig.4BetaStirlingEngineA B C图3斯特林发动机基本结构Fig.3ThebasicstructureofstirlingengineA.α型结构；B.β型结构；C.γ型结构如图4，常规β结构有两个活塞，图中位于中间的活塞在D与E之间往复。当此活塞位于D位置时，主要气体在E处被加热，气体工质属于升温状态。当此活塞位于E位置时，气体工质主要部分在低温处，将处于降温状态。控制整个结构周期显然，目前说明结构中没有能控制循环过程的结构；斯特林发动机就像常规内燃机一样，需要飞轮结构才能使整个机械完成连续运行。如图4，常规β型斯特林发动机通过飞轮与配气用活塞连接，控制着腔体内气体的分布状态。动力输出斯特林发动机是通过气体工质的体积变化将热能转化为机械能的机器。这意味着整个腔体容积不固定。参考图4，常规β斯特林发动机的在D腔末端有一个与外壁配合紧密的活塞，一般称之为气密活塞或动力活塞，这个活塞要保证腔体气密性的同时向外或向内做功。飞轮维持转动由它提供能量。 (7)回热结构应用中的斯特林发动机都需要有回热器结构。参考相关结论：通过回热器的换热量要比制冷机的冷量大10～50倍，因此回热器的性能优劣对制冷机的制冷量和制冷效率等性能有决定性影响[7]。以及在对回热器换热特性的研究中，回热器的流阻损失对计算这个斯特林发动机的循环输出功有重要的影响[8]。当气体工质从膨胀腔进入压缩腔时，回热器吸收气体工质热量；当气体工质从压缩腔进入膨胀腔时，回热器将吸收的热量返还工质。回热器加快了工质温度变化以及减少了能量损失。(8)其它介质初始压力、介质类型、转速等都能对斯特林发动机的运行产生影响。与氦气相比，氢气的比热更高且摩擦损耗更低，因此，其㶲损失程度更低，并且其㶲效率高于氦气[9]。增加工作压力，摩擦和热损失会随之增加，导致㶲损失增加。但是，由于在高压下摩擦和热损失对功率输出的影响要比在低压下的

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