α型斯特林机不可逆分析与结构参数优化研究

"α型斯特林机的不可逆分析及结构参数优化 (2013年)" 本文主要探讨了α型斯特林机在考虑不可逆因素如机械损失和死容积影响下的性能分析与结构参数优化。斯特林机是一种热力发动机，尤其在太阳能热发电系统中扮演关键角色，其效率直接影响整个系统的性能。为了更准确地理解和改进斯特林机的性能，研究者通常会运用不同的分析方法，其中施密特理论是一种常用的理想化分析手段。 作者陈施羽、孙志强和廖胜明基于施密特理论，构建了四种不同的模型（A、B、C、D），这些模型分别考虑或不考虑机械损失和死容积的分配情况。通过对斯特林机的工作循环进行数学建模，他们推导出α型斯特林机输出功与行程容积比、相位角、死容积大小以及死容积配比之间的关系式。通过比较不同模型下的工作曲线，研究人员能够揭示输出功与结构参数之间的一般变化规律，并对结构参数的优化及合理取值范围进行讨论。 研究发现，不可逆因素如机械损失和死容积的存在，对斯特林机的性能有显著影响。不同的不可逆因素对行程容积比和相位角的优化效果不尽相同，而死容积的大小和分配方式则直接影响输出功的大小。值得注意的是，死容积并非越大越好，存在一个上限，超过这个上限会导致性能下降。 斯特林机的优化研究一直是学术界关注的焦点，过去的研究如吴峰、苏孙庆等人采用有限时间热力学方法，杨泰蓉等人总结了分析方法的发展，而滨口和洋等人的工作则进一步扩展了斯特林机的性能表达式。其他研究，如Bancha和Somchai关注了死容积对斯特林机效率的影响，Makhkamov和Ingham强调了机械损失的重要性，Senft引入了机械因子E来量化不可逆因素的影响，Cheng和Yang则进一步将机械因子E应用于不同类型的斯特林机优化。 这篇论文通过深入分析斯特林机的不可逆过程，提供了优化结构参数的新见解，对于提高斯特林机的效率和实际应用具有重要意义。研究结果可为斯特林机的设计和操作提供理论指导，有助于提升碟式太阳能热发电系统的整体性能。