斯特林发电机斯特林发动机的工作原理是什么？

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2021-11-03 23:48:20 来源：朵拉利品网

1, 斯特林发动机的工作原理是什么？

斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。
斯特林发动机是伦敦的牧师罗巴特斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”（Stirling engine）。斯特林发动机是独特的热机，因为他们实际上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气（或氦）作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。
外燃机：
外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，有别于依靠燃料在发动机内部燃烧获得动力的内燃机。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。
优缺点：
由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃，设备即可做功运行，环境温度越低，发电效率越高。外燃机最大的优点是其使用不受气压大小影响（对内燃机而言气压低会影响进气），非常适合于高海拔地区使用。
但是，斯特林发动机还有许多问题要解决，例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高，热量损失是内燃发动机的2-3倍等。所以，还不能成为大批量使用的发动机。
由于热源来自外部，因此发动机需要经过一段时间才能响应用于气缸的热量变化（通过气缸壁将热量传导给发动机内的气体需要很长时间）。这意味着：
1、发动机在提供有效动力之前需要时间暖机。
2、发动机不能快速改变其动力输出。

2, 斯特林发动机的原理以及相关介绍

斯特林发动机的原理是利用温差带来的能量变换。热胀冷缩，再及时将已经加热的地方快速散热。
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。
制约斯特林循环实际应用的因素有：高低温热源的等温吸热和等温放热难以实现、回热器回热难以实现、蓄热式回热器内部工质气体残留、蓄热式回热器阻力损失、活塞行程控制。玩具级的斯特林循环发动机和斯特林制冷机有很多产品出现，但是对实用级的斯特林机器上述制约因素的影响迅速变大，导致其竞争力快速下降。
斯特林机推广中的3个方向包括：
(1)小型分布式热电联产系统：斯特林发动机基于其特点可应用于热电联产系统。热电联产系统从规模上分为小型分布式热电联产系统和大型的以热电厂为基础的热电联产系统。其中小型分布式热电联产系统具有设备小型化和燃料多元化等特征。
小型分布式热电联产系统主要由动力装置、供热装置和其他辅助装置组成，其中动力装置是整个系统的核心部件。天然气首先进人燃烧器进行燃烧，产生的高温烟气先用来加热发动机的高温热腔（区），然后与换热器进行换热，得到热水流入储槽作为生活热水，低温废气则从尾气管排出。
同时，冷水冷却发动机的低温冷腔（区）也被加热得到热水。工质则在高温热腔与低温冷腔之间循环流动，推动活塞往复运动对外做功，带动发动机发电。
(2)低能级的余热回收：斯特林机也特别适合用来回收利用低能级的余热，如工厂余热、地热、太阳能等，以取得良好的节能效益。
(3)移动式动力源：对斯特林发动机进行小型化和轻量化改造，并改善其控制性能后，亦可作为推士机、压路机，甚至是潜水艇的动力来源。
参考资料来源：百度百科-斯特林发动机

3, 斯特林发电机的介绍

斯特林发动机核心原理是在封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。
斯特林发动机是一种外燃机，它是通过气体（工质：一般为氢气或氦气）受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。
斯特林发动机是伦敦的牧师罗巴特斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”（Stirling engine）。斯特林发动机是独特的热机，因为他们实际上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。
斯特林发动机适用于各种能源。无论是液态的、气态的或固态的燃料，当采用载热系统（如热管）间接加热时，几乎可以使用任何高温热源，如：生物质能（柴火等），而发动机本身（除加热器外）不需要作任何更改同时热气机无需压缩机增压，使用一般风机即可满足要求，并允许燃料具有较高的杂质含量。
太阳能，这是斯特林发动机较为常见的用途之一；放射性同位素，常见于用于潜艇、深空的AIP系统。
参考资料：
搜狗百科-斯特林发动机

名词解释

斯特林

拉希姆·斯特林（Raheem Sterling，1994年12月8日-），出生于牙买加金斯敦，英格兰男子足球运动员，司职边锋，现效力于英超曼彻斯特城俱乐部。被中国球迷戏称为“快乐足球”的代表人物。斯特林速度极快、盘带出色，在进攻方面非常有天赋。他出道于女王公园巡游者俱乐部，后效力于利物浦俱乐部，职业生涯帮助俱乐部获得3次英超冠军、1次足总杯冠军和5次英联杯冠军；2021年7月13日，入选2020欧洲杯最佳阵容。

热电

热电，指热电现象，是指各种晶体由于温度变化产生的带电现象；热电学是论述热电现象的一个科学分支。

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3, 斯特林发电机的介绍

名词解释

斯特林

热电

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