3.3　换热系统参数研究

本节对斯特林发动机的关键部件——换热器部分进行研究。换热系统由冷却器、回热器和加热器等部分组成。

由于必须同时满足换热与流动的要求，因此冷却器和加热器管径应适中，在保证换热的同时要减小流动阻力。

首先，必须由经验参数确定冷却器体积。

冷却器容积为

确定冷却器容积后须设定冷却器管的内直径、外直径以及管长，得到管数为

由于均为管式换热器，因此加热器的研究过程与冷却器类似。

首先须计算加热器的容积，根据经验参数，可确定:

确定加热器的容积后须设定加热器的内外直径及管长，得到管数为

本文设计斯特林发动机采用丝网型回热器。回热器内部的填充材料选用304不锈钢，回热器目数为200目，金属网丝的直径为0.0035cm，孔隙率取0.65。在上述条件下，回热器的死容积为

根据孔隙率的定义，回热器基体的体积为

回热器内部填充材料金属丝网线的长度为

如果在斯特林发动机中用氦气作为工质，通常径长比在1.5～2.5之间取值。本设计中将径长比设为2。

通过上述计算，得到斯特林发动机的基本参数见表3-2。