基于二氧化碳工质的回热器振荡流实验与模拟研究

• 作者: 倪明江 孙安苇 童良怀 肖刚 陈欣
• 来源期刊: 热力发电
• 关键词: 斯特林发动机 振荡流 回热器 流动特性 循环率 二氧化碳
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 热能科学研究
• 页码范围: 23-31,57
• 页数: 10页
• 分类号: TK122
• 语种: 中文
• DOI: 10.19666/j.rlfd.201912253

摘要

采用二氧化碳气体作为斯特林发动机内部循环工质可以实现机器长时间运行,降低成本.为探究二氧化碳工质在回热器中的流动特性,完善斯特林循环分析方法,更好地设计和优化基于二氧化碳工质的斯特林发动机,本文基于CFD方法建立了有限体积模型和振荡流模型,并搭建了振荡流实验台进行实验验证,获得了二氧化碳在金属丝网回热器中的压降、摩擦特性和流阻关联式.随后发现热吹和冷吹过程中流阻关联式的差异较大,在高雷诺数下(1 733＜Re＜3 587)二氧化碳和空气流阻关联式差异小于10％,在低雷诺数下(Re＜1 733)两者相差超过10％.此外,对二氧化碳工质循环率进行了修正,拟合得到了循环率与频率和目数的定量关系式.该流阻关联式和循环率可为优化回热器设计、完善斯特林循环分析方法提供理论支持.