刘柏岙，王树林，肖 刚

（能源清洁利用国家重点实验室浙江大学能源工程学院，浙江 杭州 310027）

斯特林发动机应用前景较为广泛，其在余热回收[1-2]，由斯特林发动机构成的微型热电联产系统[3-5]和碟式斯特林发电系统[6-8]等方面受到关注。

段晨[9]建立了考虑“不可逆因子”的斯特林循环热力学模型，采用相似设计和多目标优化方法设计制造了1 台β型斯特林发动机。瞿凡等[10]基于1 台β型斯特林发动机，对加热器进行了辐射与燃烧2 种加热方式的数值模拟与优化设计。黄护林等[11]对斯特林发动机回热器进行数值模拟，研究了长径比和孔隙率对回热器有效性及流阻损失的影响。王思[12]考虑回热器内部辐射换热，对丝网结构及材料物性进行数值模拟，得到丝网材料比热容的最优值。Dellali 等人[13]对振荡流条件下，柱阵列回热器的压降进行实验研究，推导了回热器摩擦系数的实验关联式。目前，对于斯特林发动机的研究集中在整机循环特性实验研究、斯特林循环分析方法、回热器流动与换热特性研究等各个方面。

在斯特林发动机运行过程中，工质在各个部件间循环流动，流动过程中不可避免地会发生射流现象，并产生一定的功损失和热损失。尤其是在回热器与加热器、冷却器接口部分的间隙内产生的射流现象，直接影响了工质在回热器内的流动与换热情况。基于三维数值模拟，本文研究了斯特林发动机内的射流现象对斯特林循环的影响及损失机制，并对回热器部分进行了结构优化设计，最后依托1 台百瓦级β型斯特林发动机，对不同工况下的模拟结果进行了实验验证。……