斯特林发动机是一种外部燃烧(加热)的封闭式活塞发动机,具有燃料适用范围广、效率高、污染小、噪音低和维修方便等优点,应用在许多领域中作为清洁高效的动力装置,同时对节能减排、环境保护具有重要意义。为确保斯特林发动机长时间稳定工作,本课题研究采用燃气炉加热设备实现对斯特林发动机热腔端口的均匀加热。燃气燃烧器是用来提供热源的装置,是燃气炉的关键性部件,它的性能直接影响着燃气炉的产量、质量、能耗、环保等经济技术指标。近年来,国内外学者对燃气燃烧器的研究采用实验和计算机数值模拟两种方法,通过改变操作条件、结构参数等,实现火焰的良好控制。本文针对热腔端口的形状特点与加热温度要求,设计一种鼓风旋流式燃气燃烧器,采用在空气管道设置旋流弯曲叶片,燃气经分流器分成多股细流径向喷入空气旋流,并配合喇叭形火道和合理的炉膛结构。为验证燃烧器的加热效果,应用计算流体力学和高等燃烧学的理论与方法模拟了燃烧器在炉膛内的燃烧情况。在合理构建物理模型和数学模型的基础上,采用ANSYS FLUENT软件计算,在热负荷高达100KW条件下,仿真炉膛内温度场分布、速度分布和污染物分布特性。通过改变炉膛结构参数,对比各种模拟结果,深入分析和优化炉膛结构,最终确定一种较为合理的炉膛结构与操作参数,满足对斯特林发动机热腔端口的加热要求。