形状记忆合金海洋温差能发电装置的研究

发布时间：2017-10-27 17:04

  本文关键词：形状记忆合金海洋温差能发电装置的研究

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【摘要】：随着全球能源危机和环境污染的日益加剧,开发和利用海洋温差能成了全球科学家们研究的重点。本文中提出了一种新型的基于形状记忆合金的海洋温差能发电技术。形状记忆合金海洋温差能发电装置结构简单,性能可靠,不但对环境不会产生任何污染,而且可以为获取海洋温差能和热污染问题提供解决方案。基于硕士期间的课题,本文将详细介绍新型的形状记忆合金海洋温差能发电装置模型,它可以利用形状记忆合金的热力耦合特性和太阳能辅助加热来获取一些低温海洋温差能,这在国内属于首创。该海洋温差能发电装置主要包括形状记忆合金弹簧链和机械传动装置。形状记忆合金弹簧链受热后产生的恢复力驱动整个装置循环运动,实现力矩输出。本文也根据形状记忆合金材料的特性建立了新的弹簧模型,并且通过验证性实验验证了整个温差能获取系统的可行性。本文分为六章,主要内容如下：第一章：介绍了本课题研究的背景与意义,综述了传统海洋温差能发电技术在国内外研究现状,分析了传统技术的优缺点,最后引出本课题的研究内容。第二章：介绍了形状记忆合金材料的发展历程及其分类,详细说明了形状记忆效应和超弹性特性,并且对主要的几类形状记忆合金模型进行了分析说明,引出了本文中改进的Ginzburg-Landau理论模型。然后根据传统的弹簧设计公式,推导出了适合本课题的形状记忆合金弹簧模型,并对形状记忆合金弹簧的设计和加工进行了说明。第三章：对比了其他的一些形状记忆合金热机后,概括性地阐述了形状记忆合金温差能获取装置的工作原理和整体结构设计。第四章：在对弹簧和海洋温差能发电装置进行了详细设计说明后,计算了装置的理论输出扭矩和空载转速。第五章：对形状记忆合金弹簧进行了实验研究。介绍了实验的原理和实验装置,根据实验方案,进行了实验,得到了数据,并对数据进行了分析,并与仿真值进行了对比。第六章：总结了本课题的工作,对本课题的不足之处进行了说明,并对形状记忆合金温差能获取装置的发展提出了展望。
【关键词】：海洋温差能发电 形状记忆合金弹簧 马氏体相变 热力耦合
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM913
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-20
• 1.1 课题研究的背景与意义11-14
• 1.2 国内外研究现状14-20
• 1.2.1 海洋温差能发电技术的发展历程14-17
• 1.2.2 传统海洋温差能发电技术介绍17-20
• 2 形状记忆合金弹簧20-41
• 2.1 形状记忆合金20-27
• 2.1.1 形状记忆合金的发现20-21
• 2.1.2 形状记忆合金的分类21-22
• 2.1.3 形状记忆效应和超弹性22-25
• 2.1.4 超弹性25-27
• 2.2 形状记忆合金的本构模型27-34
• 2.2.1 Tanaka模型28-30
• 2.2.2 Liang-Rogers模型30-31
• 2.2.3 改进的Ginzburg-Landau理论模型31-34
• 2.3 形状记忆合金弹簧的本构模型34-38
• 2.4 形状记忆合金弹簧的设计与加工38-40
• 2.4.1 形状记忆合金弹簧的设计38-39
• 2.4.2 形状记忆合金弹簧的加工制作39-40
• 2.5 本章小结40-41
• 3 形状记忆合金海洋温差能发电装置简介41-50
• 3.1 形状记忆合金热机的工作原理41-42
• 3.2 传统形状记忆合金热机简介42-47
• 3.3 形状记忆合金海洋温差能发电装置机构的组成47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 形状记忆合金海洋温差能发电装置机构的研究50-60
• 4.1 海洋温差能发电装置的设计思想50
• 4.2 传动装置的总体设计50-53
• 4.3 传动零件的设计与计算53-54
• 4.3.1 主从动轮的尺寸设计53
• 4.3.2 导向轮的尺寸设计53
• 4.3.3 轴承座的尺寸设计53-54
• 4.3.4 皮带和带轮型号的选择54
• 4.4 发电装置的整体安装与整体结构54-55
• 4.5 发电装置输出力矩分析55-57
• 4.6 装置的转速分析57-59
• 4.7 本章小结59-60
• 5 形状记忆合金海洋温差能发电装置实验研究60-67
• 5.1 引言60
• 5.2 实验方案60-61
• 5.3 具体实验分析61-66
• 5.4 本章小结66-67
• 6 总结与展望67-70
• 6.1 全文总结67-68
• 6.2 尚需解决和进一步研究的问题68-70
• 参考文献70-77
• 附录77-78
• 作者简历78

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5 朱玉田,，

本文编号：1104365