本文關鍵詞：微型斯特林發(fā)動機的設計與仿真

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【摘要】：斯特林發(fā)動機可以空氣作為工作介質,并可利用多種低熱值能源作為燃料,理論上熱效率高、環(huán)境污染小,綜合成本低廉、維護方便且易于推廣。目前斯特林發(fā)動機主要應用于航天航海事業(yè),此外在太陽能發(fā)電、動力機械、汽車等方面也有大量應用,燃料主要來自化石燃料、氣體燃料和太陽能等,因其廣泛的優(yōu)越性受到人們普遍關注。本設計根據(jù)特定的研究需要設計一種β型的微型斯特林發(fā)動機,結合傳統(tǒng)的斯特林發(fā)動機結構特點、性能,對設計的基本參數(shù)進行研究分析。通過建立數(shù)學模型,設計發(fā)動機的主要參數(shù)及設計尺寸。并對熱交換系統(tǒng)、雙活塞結構、外部傳動系統(tǒng)等機構進行了細致的原理分析與結構設計。針對斯特林發(fā)動機高溫高壓的工作狀態(tài),工質往復、不穩(wěn)定的三維流動狀態(tài),建立氣缸內工質的流場動力學模型,分別對斯特林發(fā)動機內部工質的流動特性與加熱管傳導性能進行了模擬驗證,得出流動工質的參數(shù)特性變化包括速度、溫度、壓力。同時對菱形連桿機構進行分析研究,推出菱形機構死點位置,最后對齒輪箱及曲軸進行強度校核,驗證了主要傳動部件強度設計的合理性。為了形象直觀體現(xiàn)發(fā)動機機械運動狀態(tài),分析不同參數(shù)下,發(fā)動機運行變化規(guī)律,以adams軟件對其進行仿真與分析,得出曲柄半徑、連桿、連架桿、偏心距以及活塞行程之間的關系。利用natlab軟件對整機性能進行了模擬分析,得出填充壓力、溫度、掃氣體積以及缸體容積與發(fā)動機輸出功率的關系,為機器設備的改進設計提供了參考。本文研究以天然氣、太陽能、農林廢棄物等多品質能源為燃料的斯特林發(fā)動機的相關技術,對解決單一能源利用狀況,促進多種能源利用,推進節(jié)能環(huán)保有重要的意義。斯特林發(fā)動機因其能源的利用性和高效性將具有廣闊的市場前景。
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.92

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本文編號：1284114