3.2　斯密特分析法的分析过程

在使用斯密特分析方法进行分析时，首先必须固定如下参数:

（1）输出的指示功定为500W。

（2）转速定为1800r/min。

（3）机器结构形式定为α型。

（4）流动工质定为氦气。

（5）在功转换系统设计中，采用直线电机将输出功率转化为电能。

（6）冷却器中的温度TC定为313K。

（7）加热器中的温度TH定为923K。

（8）根据最高循环温度和最低循环温度求得循环温度比为0.34。

（9）死容积比为1.5。

（10）容积比为1.04。

（11）活塞相位角为1.57（弧度制）。

（12）根据斯特林发动机的形式和温度比并查阅最佳设计图得到无因次功为0.13。

（13）最大循环压力为4MPa。（一般情况下，初始设计过程中平均压力为初始最大循环压力的0.75）

本节围绕斯密特计算方法，论述了500W斯特林发动机的参数设计过程。

首先，对总工作容积进行预估。总工作容积VT为

根据经验，取效率η=0.5。进而可以计算得到总工作容积。然后计算膨胀腔容积和压缩腔容积如下:

为方便叙述，引入如下参数

通过上述参数设计，可以得到循环过程中压力比为

为保证活塞运动过程中的可靠性，须根据经验设置活塞的冲程—直径比，然后根据膨胀容积VE得到活塞直径为

活塞杆为标准圆形，其直径用符号DL表示。

对于整机参数研究而言，功率校核是极为关键的步骤，功率校核如下:

其中

式中:θ1为压力相位角。

结合发动机设定转速，可以得到输出功率为

有效功率为

由式（3-20）计算可知，有效功率N已经比较接近目标功率500 W。设计参数可以满足设计目标的需求，具体参数见表3-1。