1斯特林发动机闭式循环系统的组件简介
(1)冷腔处于循环的低温部分，和冷却器联接，压缩热量由冷却器导至外界，在压缩过程中有相当一部分工质居于冷腔。(2)冷却器位于回热器和冷腔之间，功能是将压缩热传到外界，保证工质在较低的温度下进行压缩。
(3)回热器串联在加热器和冷却器之间，是循环系统的一个内部换热器，它交替从工质吸热和向工质放热，使工质反复地受到冷却和加热。回热器并不是必需装置，但它对发动机的效率影响极大。在往复式斯特林发动机中，回热器的使用既使斯特林循环的热效率明显提高，但又增加了工质的阻力和压力损失，工质吸热、散热交替进行，限制了斯特林发动机的转速，影响了功率的输出。因此，优化回热器的设计是斯特林发动机的核心技术问题。
(4)加热器加热器是将外部热源的热能传给工质，使其受热膨胀。加热器的一端与热腔联接，另一端与回热器联接。
(5)热腔始终处于循环的高温部分，连续地将外部热源传给工质，在膨胀时相当部分的工质居于热腔。因此其必须能承受高温和高压，大量的热损失是由热腔散失的。
2斯特林发动机的基本结构
根据工作空间和回热器的布置方式，斯特林发动机可以分为α、β和γ三种基本类型。
α型斯特林发动机的结构最简单，具有两个汽缸，两个汽缸中间通过加热器、回热器、冷却器连通，热活塞和冷活塞分别位于各自的汽缸内，热活塞负责工质的膨胀，冷活塞负责工质的压缩，两个活塞连接在同一曲轴上，往复运动遵循一定的规律。α型斯特林发动机的优点是能实现较大的功率。
β型斯特林发动机只有一个汽缸，同时配备了配气活塞和动力活塞，配气活塞负责驱动工质在加热器、回热器和冷却器之间流通；动力活塞负责工质的压缩和膨胀，输出动力。β型斯特林发动机的特点是能在小温差下工作。
γ型斯特林发动机配置有两个汽缸，配气活塞和动力活塞分别处于配气汽缸和动力汽缸内，配气活塞负责驱动工质流通，动力活塞单独完成工质的压缩和膨胀工作。
3斯特林发动机的工作原理
斯特林循环包括2个等温过程和2个等容过程。下面以α型斯特林发动机的结构为例介绍一下斯特林发动机的工作原理。
α型斯特林发动机的工作过程为:(a)→(b)→(c)为定容吸热过程，热活塞和冷活塞以同样的速率分别右行和上行，热活塞运行到中间位置，冷活塞运行到上死点。在此过程中，密封腔的容积没有改变。冷腔中
网线原理的工质压入热腔，低温工质流经回热器吸热。(c)→(d)→(e)为等温膨胀做功过程。热腔中的工质受热膨胀，体积增大，压力变大，热活塞在工质的推动下对外做功，右行到右死点，冷活塞从上死点下行到中间位置，整个密封腔的容积增大，其间工质温度不变。(e)→(f)→(g)为定容放热过程，热腔中的高温工质流向冷腔，推动冷活塞继续下行到下死点，热活塞从右死点运行到中间位置。此过程中，密封腔的容积也没有改变。工质经回热器、冷却器放热，压力和温度下降。(g)→(h)→(a)为等温压缩过程，热活塞继续左行到左死点，冷活塞由下死点开始上行到中间位置，在此过程中，整个密封腔的容积减小，冷却器吸收工质压缩时放出的热量，维持工质温度不变，回到(a)的状态，进入下一个斯特林循环。4斯特林发动机的优点
(1)由于是外燃机，燃料来源广泛，适宜就地取材。可以使用各种石化燃料，也可以燃烧木材、秸秆等农林废弃物，还可以利用太阳能、原子能、化学能等各种可再生能源和新能源等。
(2)热效率高。可采用具有比功率高、流阻损失小的特种气体作工质。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质在密封腔内循环流动，不与外界接触，热能损失较少。
(3)排气污染小。热气机运行时，由于燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，可以和空气充分接触，燃烧比较完全，燃料的燃烧值比较高，和内燃机相比，大大降低了废气中CO、HC等有害气体的排放，减少环境污染。
(4)噪音低。和内燃机相比，没有气门机构，避免了爆震做功；也没有内燃机间歇燃烧所产生的排气波。独立的工质按斯特林循环工作，在汽缸内的压力变化类似于正弦，因而运转比较平稳，大大降低了噪音。
(5)运转特性好。斯特林发动机最大压力与最小压力之比一般小于2，因此运转比较平稳、扭矩比较均匀。另外，斯特林发动机的超负荷能力强，在超负荷50%的情况下仍能正常运转，而内燃机只具有5%~15%的超负荷能力。
(6)结构简单，维修方便。和内燃机相比，斯特林发动机的结构简单，减少了40%以上的零部件。没有高精密的气阀机构、高压喷油系统，不用气化和点火系统，没有需要良好润滑的活塞环等，制造成本低，便于维修保养。
5斯特林发动机的应用形式
(1)分布式能源系统的利用
①热电联产。燃料来源广，环境污染小，非常适用于家庭热电联产。在大城市里可以以天然气作燃料。在农村可以燃烧如木屑、米糠、棉秆等各种农林废弃物，斯特林发动机和发电机组合，即可发电，又可利用冷却水系统供应热水和采暖。美国STM公司和日本各自开发成功了家用热电联产系统用于民用。
②远距离发电、备用电力、电网支持等。在偏远地区，直接使用斯特林发动机发电，可以大大降低架设网线的成本；在医院、机场、电信等，作为备用电力应急使用；电力系统在负荷高峰时，使用斯特林发动机发电作为电力补充，可以降低运行成本。
(2)斯特林太阳能发电装置
斯特林发动机另一个重要的应用领域是作为太阳能热发电的动力转换装置。太阳能是可再生能源，又是免费能源，是斯特林发动机的最佳动力源泉。太阳能碟式发电系统利用斯特林发动机外燃的特性，使用抛物面碟式聚光器将太阳光汇聚在斯特林发动机的热腔，加热工质，使斯特林发动机工作，将太阳热转化为机械能，再经过发电机将机械能转化为电能。斯特林发动机作为碟式太阳能热发电系统的核心组件，既适合分布式应用，又适合大规模兆瓦级并网。目前碟式系统太阳能转化电能效率达到了33%，高于光伏电池的18-20%的水平。相较太阳能光伏发电板占用空间大，它更适合大型电力事业。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本，是新能源利用的一个重要方向。
我国中航工业西航公司研发的兆瓦级碟式斯特林太阳能热发电站示范工程进入实施阶段，该兆瓦级太阳能热发电站由58台斯特林发动机组成，标志着我国太阳能光热发电进入实用阶段。(3)其他应用形式(下转第131页)
斯特林发动机的工作原理及应用前景
张营姜昱祥
(山东凯文科技职业学院，山东章丘250200)
【摘要】随着全球能源危机的发展与环境的恶化，传统的化石燃料日益枯竭，且燃烧的排放物造成了温室效应、雾霾天气及极端的气候等人为的灾害，为了地球的可持续发展和人类生活水平的改善，人们清楚地认识到开发利用新能源的重要性。其中，可再生能源的利用越来越广
泛，可再生能源对环境无害或危害极小，且资源分布广泛。越来越多的国家采取鼓励生产和使用可再生能源的政策和措施，中国也确立了到
2020年可再生能源占总能源比重15%的目标。外部燃烧系统的作用是给闭式循环系统提供能源，闭式循环系统由冷腔、冷却器、回热器、加热
器和热腔组成，工质在闭式循环系统中来回流动一次，完成一个斯特林循环。
【关键词】发动机；原理；前景
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(上接第103页)①生物质燃料能源发电。在瑞典，生物质燃料直燃发电技术已经基本成熟并得到规模化商业应用，斯特林发动机发电技术是目前生物质能源利用方面的研发重点。欧、美、日等国家都在积极性进行这方面的研发。
②低温差动力型。最先进的当属美国威斯康辛大学Senft教授研制的Ringbom斯特林发动机，只需0.5℃的温差就能以60r/min的速度运转。日本也研制出150W低温差斯特林发动机，工作温差为100℃。低温差斯特林发动机的特点适合于作废热回收发电动力。
③斯特林发动机还被广泛地应用在水下动力、空间站动力、热泵空调动力等方面。
6斯特林发动机在我国的应用前景
斯特林发动机使用普通热能，生产的是可再生能源，规模可大可小，功率和效率不受海拔影响，利用的自由度非常广，城市、农村、平原、山地皆可使用。太阳能直接、环保、免费和可再生等优点是斯特林发动机广泛应用的最佳动力。中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤，中国大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,
与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有巨大的开发潜能。
[1]金东寒.斯特林发动机[M].黑龙江：哈尔滨工程大学出版社,2009.
[责任编辑：杨玉洁]
1研究对象与方法
1.1研究对象
河南理工大学计算机学院全院在校学生。
1.2研究方法
在查阅部分高校早操活动的相关资料后，结合我院具体情况，对我院部分学生进行访谈，了解学生出操的情况及存在的问题。
2我院学生早操现状
为落实《河南理工大学学生早操早读工作管理暂行办法(试行)》、《关于加强全体学生早操早读工作的通知》，着眼于学生意志品质的培养和提高，着眼于良好生活习惯的养成，着眼于外语和身体素质的提
高，着眼于学校良好风气的形成，我院坚持做好学生早操工作。
学院规定学生早操路线：宿舍→春秋大道→行政楼→南门→南环路→数信学院东侧→宿舍，早操时间：早上6点10-6点40。
为保证学生早操按时出勤，要求学生实行刷卡制度；同时建立早操早读督导检查工作机制，全体院领导、辅导员、班主任参加检查督导，实行轮流值班；坚持每天通报当天学生早操早读出勤情况，并对代刷卡、骑自行车的同学给予全院通报；对于早操先进班集体和个人给予表彰，各项措施保证了早操出勤的效果，学生普遍反应较好。
3我院早操中存在的问题
在早操过程中，也出现了一些问题，其中早操代刷卡、早操骑车、高年级学生出勤率低等情况，急需得到解决。
3.1学校场地不够
每天早晨学生出操时间过于集中，因学生人数较多，场地有限，导致出操效果不好，学生基本都在“走操”。
3.2组织管理力度不够
部分年级不能组织学生集体跑操，实行学生个人跑操，导致个别学生经常不出勤，组织管理有待加强。
3.3学生思想意识不够
部分学生思想意识较差，存在惰性心理，没能认识到早操不仅能锻炼身体，更能让自己养成良好的生活习惯，是树立大学生良好的精神面貌，培育优秀品德品质的一个机会，对学习生活有很大帮助，因而出现了个别学生早操代刷卡、骑自行车等不良现象。3.4冬天早晨空气质量不达标
河南理工大学位于河南焦作市，焦作冬天燃烧煤炭的情况相比较其他河南城市较多，在经过一晚的沉淀后早晨空气粉尘及硫化气体较多，冬天早晨雾气比较重，不适宜晨练。
4建议与对策
4.1加大宣传力度，提高学生对早操重要性的认识
利用班会、校园网络等多种形式对早操的重要性及意义进行大力宣传，使学生真正了解早操的意义所在，让学生从“让我出操”变为“我要出操”，增强锻炼身体和学习的氛围。
4.2采取形式多样的早操形式
各班级可以开展形式多样的早操活动，可以利用早操时间开展集体类的体育活动项目，增强学生对早操的兴趣，也增强学生的集体荣誉感。
4.3加大资金投入和奖励措施
每学期对早操先进集体和个人应给与表彰，同时将早操出勤与学生的评先评优挂钩，早操激励措施的出台将会提高学生对早操活动的重视，同时也能提高学的自觉性和积极性。
5结束语
早操是大学校园体育、文明、品德教育的一个重要组成部分，面对早操的现状和出现的问题，完善早操制度迫在眉睫。学院应及时总结，努力完善早操制度，让同学们意识到早操的重要性，促使学生克服自身的惰性，培养体育健康意识，使学生能保持健康的体魄、旺盛的精力投入到学习当中。
[1]程全伟.高校早操制度的现状及改革方案：以西安文理学院为例[J].价值工程,2012(8).
[2]李钊，张新民.高校学生早操管理的调查研究：以陕西师范大学学生早操为例[J].改革与开放,2010(14).
[3]吴春磊，杨文龙.华北科技学院学生早操现状分析及对策[J].才智,2012(6).
[4]张平波.高职生早操现状的问题与对策：对襄樊职业技术学院学生早操现状的研究[J].襄樊职业技术学院学报,2009(1).
[责任编辑：汤静]
高校学生早操管理的对策研究
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—以河南理工大学计算机学院为例
吴君张艳明
(河南理工大学计算机科学与技术学院，河南焦作454003)
【摘要】早操是学校体质教育的重要方式，是大学生精神面貌、品德品质重要的体现。本文通过对河南理工大学计算机学院早操现状进行了调查分析，从早操的管理、组织形式、学生自身问题等方面提出了相应对策，为提高高校学生早操的活动水平提供理论和现实参考。
【关键词】高校；早操；体质
作者简介：吴君(1979.09—)，男，安徽枞阳人，河南理工大学计算机学院，讲师，长期从事大学生思想政治教育研究。
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