4.1 整机的性能参数数值模拟

利用MATLAB软件,对斯特林发动机的设计参数进行模拟。得到的结果见表4-1。

表4-1 工质为氦气时的模拟结果

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对表4-1进行分析可知,设计参数可以满足要求。

通过MATLAB编程,可以得到整机内部循环的P—V图、压力—转角图和质量分布曲线图,分别见图4-1~图4-3。

图4-3给出了一个循环内工质的质量分布。对于理想气体,压力相同时,体积与温度成正比。在编程中,用膨胀的容积除以温度比得到相应的等效容积。垂直线代表加热器、回热器以及冷却器的边界。由于斯特林发动机结构要求紧凑,因此本文对换热系统各部件的紧凑性进行了分析。本设计中,由于部分气体工质基本一直没有离开加热器,因此加热器的体积偏大,可以适度减小以改善整机性能。

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图4-1 P-V图

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图4-2 压力—转角图

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图4-3 质量分布曲线图