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摘要
采用斯特林正循环和逆循环的自由活塞斯特林热机和制冷机组成自由活塞双斯特林制冷系统，能够实现一次能源的直接利用，对于能源的高效利用具有重要意义。该制冷系统各运动部件间无直接机械连接，仅通过流体传动实现热机和制冷机的自由活塞运动组件耦合，其热力学与动力学协同关系较为复杂。本文采用Sage软件建立自由活塞双循环斯特林制冷机模型，预设各运动组件相关参数，通过运行观察各组件参数影响关系，逐步确定初始输入参数，最终实现模型中运动组件的自由运行。以制冷量和COP最大为目标开展优化计算，确定系统的运行和结构参数，完成结构设计分析及制造。实验测试中在400 W热功率下制冷温度达到-26℃，验证了模型模块选择、参数设置和结构设计的正确性，达到样机设计目标。
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