基于实验结果的斯特林发动机有用性分析摘要：一直以来，我国都在致力改善现有的能源结构，提高天然气的比重，天然气以及天然气灶在中国家庭的普及率越来越大。据统计，仅2000 年到 2024 年四年时间内，我国的天然气年消费量就翻了一番，而我国的天然气剩余总储量不到世界总储量的 1.4%，所以我国的天然气能源面临很大压力。基于如此严峻的形式，各种基于斯特林发动机的节能型家电纷纷被发明出来，为验证斯特林发动机的真实效果，设计一下实验进行论证。关键词：斯特林发动机；油烟机；实验论证1 斯特林发动机基本结构斯特林发动机是一种外燃发动机，通过气体受热膨胀、遇冷压缩而做功。使燃料持续燃烧，蒸发的膨胀气体作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，如此往复循环，便可为外机提供动力。其原理图如下：1-1 斯特林发动机工作原理图图示为斯特林发动机的模型。气缸内装有空气，并附带两个活塞，黄为交换活塞，墨绿色为动力活塞，都连接于曲轴。缸体下部为热气室，上部为冷气室。当热气室加热到一定程度后，给活塞以初速度。从而动力活塞向下运动将冷气室的气体压缩到热气室，气体在热气室受热膨胀推动活塞向上运动，当气体到达冷气室，气体冷却收缩，活塞缩回，又将气体压到热气室，从而形成一个往复运动，产生动力。2 基于斯特林发动机的抽油烟机的工作流程为分析斯特林发动机的实际效能，设计了一种基于斯特林发动机的节能抽油烟机，并将通过模拟现实情形对其性能进行分析。节能吸油烟机的工作步骤为：（1）启动阶段：打开燃气后，斯特林发动机气缸受热，有做功趋势。但气缸要达到一定温度才工作，也即斯特林发动的启动需要响应时间，这是由斯特林发动机的原理决定的。（2）工作阶段：当闭环调速系统监测到发动机的转速达到吸油烟机的正常工作要求后，闭环调速系统会切断电源同时切换到斯特林发动机带动扇叶转动模式。此后，发动机开始正常工作。（3）停运阶段：在用户关闭燃气后，斯特林发动机自动停运。3 对斯特林发动机的实验分析3.1 甲烷-空气火焰温度场分布计算平面激光诱导荧光技术（PLIF）作为一种非接触的激光燃烧诊断技术可以定量测量火焰温度场分布。该技术对燃烧过程无干扰，可以精确测量，而且时空分辨率较高，二维测量，具有可见性。经过计算，可以推倒出温度 T 为：其中，是波尔兹曼常数，为参量，可以通过理论计算求得，表示两个吸收基态的能量差，表示激光的功率密度。最终结果如下：图 3-1 甲烷空气...
