太阳能斯特林发动机气缸系统振源特性分析

【摘要】：以38 kW 4缸双作用斜盘式太阳能斯特林发动机为例,构建了其实体结构模型,针对气缸系统内部工质与活塞组件振源,应用Fluent软件对发动机气缸内工质的三维流动特性及脉动参数的时域和频域特性,活塞组件的往复运动惯性力、惯性力矩及其端面所受的气体力特性等进行了研究。结果表明:与吸热器相邻气缸内的工质压力脉动显著,且其脉动频率范围为10~50 Hz,而气缸内工质的流量脉动频率则主要在10~50 Hz和200~250 Hz两个范围内;活塞端面所受的气体力在工质的压缩与膨胀转换过程中大小、方向都会发生突变,引起活塞组件的振动冲击;单缸活塞组件的往复运动惯性力与惯性力矩均呈正弦规律变化,且相邻两缸之间相差90°相位角,整个气缸系统活塞组件的往复惯性力能自行抵消,而惯性力矩则需要通过合理设计平衡块质量及其与旋转轴心的距离才能达到平衡。 【作者单位】： 湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室;湘电集团太阳能事业部;
【关键词】： 斯特林发动机 气缸系统 振源特性 数值模拟
【基金】：湖南省高校产学研基金资助项目(11CY020) 湖南省科技计划基金资助项目(2012FJ6121) 湖南科技大学研究生创新基金资助项目(S130019) 国家自然科学基金(51275166)
【分类号】：TK401
【正文快照】： 引言太阳能斯特林发动机是一种将热能转换成电能的特殊动力装置,由吸热器、回热器、冷却器、气缸活塞组件、旋转轴系和发电机等组成,结构十分复杂,振源多样且各振源之间存在相互耦合和干扰。气缸系统是斯特林发动机向外做功的关键部件,其内部工质及往复运动活塞组件是气缸系统

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