化石能源虽然仍是目前能源使用的主体,但已面临巨大危机,近些年太阳能开发与利用之势迅猛,碟式斯特林太阳能热发电技术成为可再生能源开发利用中具有潜力的一种应用方式。斯特林发动机为碟式发电中的核心部件,本文重点研究斯特林发动机内部储热部件回热器,从理论与实验两方面分别对回热器进行研究。首先,本文研究β型斯特林发动机金属丝网型回热器的结构,分析影响回热器性能的各种因素,采用双参数耦合的方法对回热度进行计算,得到耦合三维图;分析回热器各项损失,重点计算工质流经回热器的流动压降,比较各个双参数组合对流动压降的影响。得到参数优化选择范围:x≤1、Φ=0.6~0.75、D≥0.06 m。在影响回热度及流动压降的参数中,选择相互独立的参数作为自变量,回热度和流动压降分别为因变量,利用单因素方差分析法,研究参数对回热度和流动压降影响的显著性并进行多重比较分析,得到孔隙率对回热度和流动压降影响最大的结论。其次,为了分析斯特林发动机回热器振荡流的工作过程,按照理论计算结果选取优化参数组合,建立斯特林发动机金属丝网型回热器三维模型,并进行模拟计算。采用UDF编译脉动速度入口及压力出口边界条件,模拟高温工质流经回热器并将热量储存在金属丝网的储热过程,以及低温工质流经回热器将金属丝网中的热量带走的释热过程。研究不同的频率、入口速度、工质类型、热端温度等对回热器换热情况的影响。通过温度变化云图分析回热器工作过程中内部温度的变化,研究非稳态换热的无量纲参数Re和Nu,得到拟合关联式,并分析计算回热器内部的流动压降。最后,根据优化参数方案设计并加工回热器,搭建金属丝网型回热器实验测试系统。实验工质为空气,设定不同管道加热器温度(110℃、140℃、170℃)与系统流量(70 m~3/h、90 m~3/h、110 m~3/h),布置于回热器金属丝网进出口的温度测点每秒记录温度变化,压力表记录回热器进出口压力变化,通过实验研究碟式斯特林回热器在不同工况下的储热与释热性能。分析温度变化曲线得到不同温度工况下,回热器丝网进出口温差变化规律;分析不同流量下,回热器进出口平均温度的变化规律;研究不同温度、流量工况下空气流经回热器产生的流动压降。得到结论:温度越高,回热器进出口温差越大,流动压降随温度和流量的增大而增大。通过理论计算与数值模拟,结合实验探究对β型斯特林发动机回热器性能进行设计优化,为碟式斯特林太阳能热发电系统回热器的进一步研究提供了理论依据,对工程上回热器的应用具有一定指导意义。