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自由活塞斯特林发动机因具有高效率、高可靠性、自启动能力强等优点,在航空航天中得到了广泛的应用。本文通过分析空间核动力反应堆的要求,提出了一种20 kW的自由活塞斯特林发动机,并基于改进的简易分析法开发了程序来评估所提自由活塞斯特林发动机的性能。与实验数据进行了对标,输出功率的最大相对误差为17.1%。数值结果表明,输出功率为21 kW,满足设计要求。结果表明:a)减小压力壳厚度可明显提高输出功率;b)系统效率随着导线孔隙率的增加而增大,当孔隙率高于80%时,系统效率的增长速度减缓,且系统效率与冷热侧温度呈线性关系; c) 系统效率随压缩比的增加而增加;压缩比增加 16.7%,系统效率增加 42%。本研究可为空间核动力反应堆 FPSE 的设计和分析提供宝贵的理论支持。© 2020 韩国核学会,由 Elsevier Korea LLC 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
自由活塞斯特林制冷机在空间技术中的应用越来越广泛,特别是用于冷却卫星和其他空间相关设备上的红外传感器。本研究重点是使用 SAGE 12 软件设计和优化一体式自由活塞斯特林制冷机。该设计采用电磁驱动谐振机构和间隙密封装置,以确保最佳效率、COP 和最小系统振动。设计的一体式自由活塞斯特林制冷机在 80 K 时可产生 1.58 W 的制冷效果,COP 为 0.0424。对设计的制冷机进行了全面评估,以评估不同设计特性和操作参数的影响。随后,使用 Ansys Maxwell 软件设计了制冷机所需的动磁式线性电机。在研究的最后阶段,原始制冷机设计进行了修改,将单网格再生器替换为多网格再生器。确定了多网格再生器的最佳组合,以提高系统性能。分析表明,在具有多网格再生器的整体式低温冷却器中,当较粗的网格位于再生器管的热侧而较细的网格位于再生器管的冷侧时,系统性能会得到改善。
摘要:温室气体排放造成的环境空气污染以及世界人口增长导致的对电力和水的巨大需求可以说是全世界面临的主要挑战。本研究提出了一种新的节能微电网结构,以应对夏季高峰电力负荷。在拟议的结构中考虑了两种辅助服务,包括太阳能斯特林发动机和柴油机,以减少极端炎热天气下互联能源网络的连续断电并消除大规模停电。这些服务是提供负荷和最小化整个能源采购成本的有效解决方案,是生产方管理策略。所提出的模型的目标是考虑到柴油-斯特林联合供电系统的技术限制,最小化柴油机的燃料成本和当地电网的发电成本。通过将模型应用于测试案例微电网,从经济环境方面评估了太阳能斯特林循环和柴油机在提供夏季高峰电力负荷方面的最佳使用情况,验证了该模型的高性能。
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