当今社会能源消耗日益加剧,对可再生能源及先进节能技术的需求愈发迫切。斯特林发动机对热能和太阳能的利用近年来受到国内外广泛关注,斯特林发动机中关键部件之一即回热器,当前对回热器研究最多的堆叠丝网结构,其流动阻力较大,限制了整机功率的提升。相对而言,具有平行结构的回热器的流动阻力非常小,比如堆叠管束式结构,而毛细尺度下该种结构的比表面积也较大,有着不错的换热潜力,同时该种结构的研究结果也相对匮乏。因此,本文在搭建的斯特林循环振荡流动测试平台中,对毛细管束回热结构进行了试验,以压降幅值、回热效率、综合性能系数等评价指标探究了转速、冷热端温差、回热材质、毛细管直径以及堆叠管长等因素对回热器压降及换热性能的影响规律,评价了毛细管束回热器的综合性能;结合丝网结构的优点对毛细管束进行改型优化,研究了不同回热器的轴向温度特性,并综合压降及换热两方面性能确定了最优方案。研究表明毛细管束回热器整体压降较小,实验中多数工况在1000Pa以下（常压、扫气容积116 m L）,压降随转速、回热器两端温差及堆叠管长的增加而增加,且在回热器内部空容积较大时随转速增加有减缓的趋势;毛细管直径过小会导致压降损失恶化。回热效率随转速增加先增加,而后增势变缓且有下降趋势;紫铜材质的回热效率小于不锈钢材质;在试验的毛细管尺寸中,外径1mm、内径0.7mm的毛细管束回热器具有最高的回热效率,效率值可达95%以上;回热效率随堆叠管长的增加而升高,且增势逐渐变缓。通过实验数据拟合得到了一定雷诺数范围内典型毛细管束回热器的流阻系数关联式Cf,max-Remax以及努塞尔数关联式Nu-Re,对比经典类型回热器的关联式,毛细管束结构有着极低的流动损失的优点,同时,换热性能略有降低,但综合性能评判表明毛细管束回热器性能较佳。毛细管束回热器轴向温度分布受多种因素影响,内部无振荡流动时,回热器靠近热端位置温度梯度较大,且工作时转速越高轴向温度分布的线性度越好;回热器长度变短时对流换热增强效果越明显,热端温度梯度也相对变小;转速越高回热器平均温度越高,制冷模式下产生的两端温差也越大,而热机模式下正常工作的回热器两端温差随转速先增加,后有减小的趋势。对比实验表明相近尺寸规格下丝网型回热器的压降幅值是毛细管束回热器的7.7倍（n=1000 rpm）。对毛细管束结构两端进行改型优化,两端分别置换5 mm、2.5 mm厚度的堆叠丝网,分别命名为Case 1和Case 2,改型后回热器压降及回热效率较纯管束结构均有所增加,且换热效果增加更为明显;改型后回热器的轴向温度分布变好,削弱了毛细管束结构的轴向热传导;另外,优化中所置换的堆叠丝网片越多,回热器两端的制冷温差越大（n=600 rpm）,但回热器趋于稳态的时间也越长。综合考虑换热能力和压降损失,采用性能因子Rpf对各回热器进行评价:结果表明低转速下改型优化后回热器综合性能提升不明显,而在600 rpm时,Case 2的结构具有最高的综合性能,性能系数相对于原毛细管束回热器提高了5.5%左右,相对于丝网型结构提高了约25%。