斯特林发动机

一种外燃发动机
斯特林发动机(英文:Stirling engine),是一种利用缸内气体工质在冷热端的温度差,经过冷却、压缩、加热、膨胀形成的闭式循环,推动活塞对外做功的外燃式发动机,又称热气机。[1]
斯特林发动机主要由压缩腔、膨胀腔、加热器回热器冷却器组成。工作时,工质在膨胀腔经加热膨胀后对外做功,回流冷却压缩后进入下一循环,回热器可提高能量利用率。该发动机有α、B、y三种类型,α型为双缸双活塞,B、v型用配气活塞驱动,根据活塞功能还可分为单、双作用型。它由R.斯特林于1816年发明,后经改进,现已应用于多个领域。其优势为燃料适应性强、排放清洁等,但有效热效率略低,对材料要求高,主要用于太阳能发电等领域。[1]

循环

1816年伦敦牧师Robert Stirling 提出了一种活塞式热气发动机一斯特 林发动机的构想,这是一种外部加热的闭式循环发动机。该循环由两个等温过程和两个定容回热过程组成,属于概括性卡诺循环的一种。实现斯特林循环的关键在于实现回热。斯特林构想的热机由两个气缸-活塞夹一个蓄热式回热器组成。其制冷工作过程工作原理如下:
两个气缸-活塞系统为膨胀气缸-活塞系统和压缩气缸-活塞系统,分别对应于高温吸热和低温放热过程。两个气缸内工质气体通过蓄热式回热器连通,假定两个气缸缸套保持良好等温传热能力,以保证缸内气体温度各自始终不变(等温),稳态工作状况下,蓄热式回热器已经建立了从低温( 膨胀气缸)到高温(压缩气缸)的稳定温度梯度。定义两个气缸-活塞系统中活塞靠近蓄热式回热器的行程止点为近止点,远离回热器的行程止点为远止点。选取循环开始时压缩活塞位于远止点,膨胀活塞位于近止点。此时工质气体完全处于压缩气缸中(假定理想情况下回热器内不存储气体),状态点编号为2。