發(fā)布時(shí)間：2017-12-13 06:40

  本文關(guān)鍵詞：微型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真

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【摘要】：斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可以空氣作為工作介質(zhì),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(hù)方便且易于推廣。目前斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于航天航海事業(yè),此外在太陽能發(fā)電、動(dòng)力機(jī)械、汽車等方面也有大量應(yīng)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(guān)注。本設(shè)計(jì)根據(jù)特定的研究需要設(shè)計(jì)一種β型的微型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)合傳統(tǒng)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能,對(duì)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)進(jìn)行研究分析。通過建立數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)及設(shè)計(jì)尺寸。并對(duì)熱交換系統(tǒng)、雙活塞結(jié)構(gòu)、外部傳動(dòng)系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的原理分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)高溫高壓的工作狀態(tài),工質(zhì)往復(fù)、不穩(wěn)定的三維流動(dòng)狀態(tài),建立氣缸內(nèi)工質(zhì)的流場動(dòng)力學(xué)模型,分別對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部工質(zhì)的流動(dòng)特性與加熱管傳導(dǎo)性能進(jìn)行了模擬驗(yàn)證,得出流動(dòng)工質(zhì)的參數(shù)特性變化包括速度、溫度、壓力。同時(shí)對(duì)菱形連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析研究,推出菱形機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置,最后對(duì)齒輪箱及曲軸進(jìn)行強(qiáng)度校核,驗(yàn)證了主要傳動(dòng)部件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的合理性。為了形象直觀體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài),分析不同參數(shù)下,發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行變化規(guī)律,以adams軟件對(duì)其進(jìn)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(guān)系。利用natlab軟件對(duì)整機(jī)性能進(jìn)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(dòng)機(jī)輸出功率的關(guān)系,為機(jī)器設(shè)備的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了參考。本文研究以天然氣、太陽能、農(nóng)林廢棄物等多品質(zhì)能源為燃料的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)技術(shù),對(duì)解決單一能源利用狀況,促進(jìn)多種能源利用,推進(jìn)節(jié)能環(huán)保有重要的意義。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)因其能源的利用性和高效性將具有廣闊的市場前景。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.92

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本文編號(hào)：1284114