斯特林循環(huán)分析與發(fā)動機設(shè)計
本書主要介紹斯特林發(fā)動機的循環(huán)分析與發(fā)動機設(shè)計方法。第一章：介紹斯特林發(fā)動機的基本分類、發(fā)展以及應(yīng)用現(xiàn)狀。第二章：介紹斯特林發(fā)動機的設(shè)計原則，具體介紹斯特林發(fā)動機的熱交換器和傳動機構(gòu)的特點及設(shè)計方法。第三章：介紹小流阻情況下振蕩流的特性，重點分析加熱器和冷卻器的流阻和換熱特性。第四章：介紹大流阻情況下振蕩流特性，重點分析回熱器在大流阻振蕩流下的流動和換熱特性。第五章：介紹斯特林循環(huán)及分析方法，針對具體案例，分析基于無壓力梯度振蕩流或有壓力梯度振蕩流的循環(huán)分析方法及模型。第六章：介紹斯特林發(fā)動機的整機系統(tǒng)優(yōu)化方法，重點分析了單目標優(yōu)化和多目標優(yōu)化方法等對整機設(shè)計和改進的方案。
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目錄
前言
主要符號表
第1章 緒論 1
1.1 斯特林發(fā)動機簡介 1
1.1.1 斯特林發(fā)動機結(jié)構(gòu)類型 1
1.1.2 斯特林發(fā)動機功能類型 2
1.1.3 自由活塞式斯特林發(fā)動機 3
1.2 斯特林發(fā)動機的發(fā)展歷程 4
1.2.1 早期斯特林發(fā)動機的發(fā)展 4
1.2.2 現(xiàn)代斯特林發(fā)動機在國外的研發(fā)情況 5
1.2.3 現(xiàn)代斯特林發(fā)動機在國內(nèi)的研發(fā)情況 6
1.3 斯特林發(fā)動機的應(yīng)用 8
1.3.1 斯特林發(fā)動機在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用 8
1.3.2 斯特林發(fā)動機在生物質(zhì)燃料發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用 9
1.3.3 斯特林發(fā)動機在分布式能源領(lǐng)域的應(yīng)用 10
1.3.4 斯特林發(fā)動機在水下動力領(lǐng)域的應(yīng)用 11
1.3.5 斯特林發(fā)動機在航空領(lǐng)域的應(yīng)用 12
1.4 本章小結(jié) 13
參考文獻 13
第2章 斯特林發(fā)動機的設(shè)計原則 15
2.1 斯特林發(fā)動機熱交換器設(shè)計 15
2.1.1 加熱器的設(shè)計特點 18
2.1.2 回熱器的設(shè)計特點 19
2.1.3 冷卻器的設(shè)計特點 20
2.2 活塞氣缸結(jié)構(gòu)及工作原理 20
2.3 斯特林發(fā)動機傳動機構(gòu)設(shè)計 21
2.3.1 菱形傳動 22
2.3.2 曲柄連桿傳動 24
2.3.3 斜盤傳動 27
2.3.4 搖擺軛傳動 28
2.4 浙江大學100W級β型斯特林發(fā)動機設(shè)計 29
2.5 本章小結(jié) 34
參考文獻 34
第3章 小流阻振蕩流及加熱器和冷卻器特性 36
3.1 不可壓縮圓管振蕩流特性 36
3.2 不可壓縮異形管振蕩流特性 54
3.2.1 彎管 54
3.2.2 變截面管 60
3.3 可壓縮圓管振蕩流特性 66
3.4 圓管振蕩流換熱特性 76
3.4.1 換熱關(guān)聯(lián)式 76
3.4.2 加熱器內(nèi)的傳熱傳質(zhì)特性與優(yōu)化 85
3.5 本章小結(jié) 89
參考文獻 90
第4章 大流阻振蕩流及回熱器特性 92
4.1 回熱器流動特性 92
4.1.1 回熱器流阻系數(shù) 92
4.1.2 可壓縮振蕩流定量分析方法 102
4.2 回熱器換熱特性 113
4.2.1 回熱器單向流換熱特性 117
4.2.2 回熱器振蕩流換熱特性 123
4.3 回熱器類型 129
4.4 本章小結(jié) 131
參考文獻 132
第5章 斯特林循環(huán)及分析方法 135
5.1 斯特林理想循環(huán) 135
5.2 斯特林循環(huán)分析方法的傳統(tǒng)分類 138
5.2.1 零階分析法 138
5.2.2 一階分析法 140
5.2.3 二階分析法 141
5.2.4 三階分析法 145
5.2.5 四階分析法 146
5.3 斯特林循環(huán)分析方法重新分類 147
5.4 改進Simple循環(huán)分析模型 149
5.4.1 模型簡介 149
5.4.2 熱損和功損計算模塊 150
5.4.3 案例：GPU-3斯特林發(fā)動機改進Simple模型分析 152
5.5 Sage分析模型 155
5.5.1 Sage軟件介紹 155
5.5.2 β型斯特林發(fā)動機的Sage模型 156
5.5.3 案例：浙江大學100W級β型斯特林發(fā)動機Sage模型分析 162
5.6 改進的Sage分析模型 164
5.6.1 能量損失分析 165
5.6.2 模型參數(shù)改進 166
5.6.3 模型耦合 169
5.6.4 模型結(jié)果分析 170
5.7 本章小結(jié) 175
參考文獻 176
第6章 斯特林發(fā)動機整機優(yōu)化 179
6.1 單目標優(yōu)化方法 179
6.1.1 100W級β型斯特林發(fā)動機內(nèi)部循環(huán)特性 179
6.1.2 斯特林發(fā)動機可用能分析 182
6.1.3 斯特林發(fā)動機單目標優(yōu)化分析 186
6.2 多目標優(yōu)化方法 192
6.2.1 多目標優(yōu)化理論 192
6.2.2 遺傳算法 193
6.2.3 粒子群算法 194
6.2.4 模擬退火算法 197
6.2.5 多目標決策方法 198
6.3 多目標優(yōu)化案例分析 201
6.3.1 案例1：GPU-3斯特林發(fā)動機多目標優(yōu)化分析 201
6.3.2 案例2：100W級β型斯特林發(fā)動機多目標優(yōu)化分析 209
6.4 本章小結(jié) 212
參考文獻 212
附錄 215
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