In this study, the combined thermodynamic and dynamic model of a new concept of gamma type free-piston Stirling engine is conducted. The engine consists of two identical displacer cylinders, a power cylinder, a linear alternator, and three-cushion pistons. Two displacer cylinders are symmetrically positioned on each side of the power cylinder for minimizing the rotational vibrations. Hydrogen is used as the working gas and the effect of gas temperature on the specific heat capacity is considered. The analysis carried out in this study involves the prediction of the thermodynamic-dynamic performance characteristics of the engine. In the thermodynamic section of the analysis, the working space of the engine is divided into 31 nodal volumes and the gas pressures in nodal volumes are assumed to be equal to each other. The conservation of mass and energy equations is obtained for each nodal volume. Instantaneous gas temperatures of nodal volumes are calculated by the first law of thermodynamics given for the unsteady open systems. The dynamic section of the analysis involves the motion equations of displacer, power and cushion pistons. The motion equations are derived using the Newton method. In the calculations done for variable specific heat capacity, it has been determined that there is 1% cyclic work reduction compared to the constant heat capacity. It is estimated that the maximum effective power that can be produced by the linear alternator will be around 1.6 kW. The working frequency range of the proposed engine is found to be suitable to generate electrical power.

在这项研究中，结合了热力学和动态模型的伽马型自由活塞斯特林发动机的新概念。该发动机由两个相同的置换缸，一个动力缸，一个线性交流发电机和三个垫子活塞组成。两个置换缸对称地位于动力缸的每一侧，以最大程度地减少旋转振动。使用氢气作为工作气体，并考虑了气体温度对比热容的影响。在这项研究中进行的分析涉及对发动机的热力学-动态性能特征的预测。在分析的热力学部分中，将发动机的工作空间划分为31个节点体积，并假定节点体积中的气压彼此相等。对于每个节点体积，获得质量和能量方程的守恒。节点体积的瞬时气体温度是通过为不稳定的开放系统提供的热力学第一定律来计算的。分析的动态部分涉及置换器，动力和缓冲活塞的运动方程。运动方程式是使用牛顿法导出的。在针对可变比热容进行的计算中，已确定与恒定热容相比，循环功减少了1％。据估计，线性交流发电机可以产生的最大有效功率约为1.6 kW。发现所提出的发动机的工作频率范围适合于产生电力。节点体积的瞬时气体温度是通过为不稳定的开放系统提供的热力学第一定律来计算的。分析的动态部分涉及置换器，动力和缓冲活塞的运动方程。运动方程式是使用牛顿法导出的。在针对可变比热容进行的计算中，已确定与恒定热容相比，循环功减少了1％。据估计，线性交流发电机可以产生的最大有效功率约为1.6 kW。发现所提出的发动机的工作频率范围适合于产生电力。节点体积的瞬时气体温度是通过为不稳定的开放系统提供的热力学第一定律来计算的。分析的动态部分涉及置换器，动力和缓冲活塞的运动方程。运动方程式是使用牛顿法导出的。在针对可变比热容进行的计算中，已确定与恒定热容相比，循环功减少了1％。据估计，线性交流发电机可以产生的最大有效功率约为1.6 kW。发现所提出的发动机的工作频率范围适合于产生电力。动力和缓冲活塞。运动方程式是使用牛顿法导出的。在针对可变比热容进行的计算中，已确定与恒定热容相比，循环功减少了1％。据估计，线性交流发电机可以产生的最大有效功率约为1.6 kW。发现所提出的发动机的工作频率范围适合于产生电力。动力和缓冲活塞。运动方程式是使用牛顿法导出的。在针对可变比热容进行的计算中，已确定与恒定热容相比，循环功减少了1％。据估计，线性交流发电机可以产生的最大有效功率约为1.6 kW。发现所提出的发动机的工作频率范围适合于产生电力。