斜盘式斯特林发动机传动机构的设计及性能分析
本文选题:斯特林发动机 切入点:斜盘式传动机构 出处:《湖南科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:碟式太阳能斯特林热发电技术近30多年逐渐走向成熟,具有光电转化效率高、清洁环保、使用灵活等优点,得到了社会广泛的关注和研究应用。斜盘式斯特林双作用发动机是碟式太阳能热发电系统中的核心动力设备,其性能是整个系统发电性能的关键影响因素之一。 本文初步设计一台用于碟式太阳能发电站的功率25kW、转速1500转/分的斜盘式斯特林双作用发动机,并通过MATLAB和ADAMS软件对该发动机性能进行分析。主要工作内容如下: 根据工况要求设计斯特林发动机内斜盘传动机构各零部件(活塞杆、半球形滑靴、斜盘、导向柱、滑块、滑靴座等)的主要结构尺寸,通过校核公式对零部件的强度进行校核。 根据工况要求确定工质循环压力、工况频率、活塞行程与缸径、热交换系统无益容积等参数,并通过MATLAB软件对发动机额定工况下的运动特性进行数值分析,研究分析工质循环压力、热端温度、扫气容积以及无益容积等因素对斯特林发动机输出扭矩和热效率的影响。 对斜盘传动机构进行运动学和动力学理论分析,并结合ADAMS软件进行虚拟仿真,分析活塞的运动规律、活塞力特性、半球形滑靴与斜盘的接触力特性,滑块与导向柱的受力情况、输出轴的扭矩特性、以及整机机械效率。 考虑斜盘传动机构在加工制造和安装过程中的各种误差,,结合MATLAB和ADAMS软件联合仿真,主要针对活塞轴向综合误差、活塞分布圆半径误差和活塞分布角度误差、斜盘与半球形滑靴摩擦因素四个方面分析斯特林发动机性能。
[Abstract]:In recent 30 years, the technology of solar Stirling thermal power generation has become mature and has the advantages of high efficiency of photoelectric conversion, clean and environmental protection, flexible use and so on. The inclined disk Stirling double acting engine is the core power equipment in the disk solar thermal power generation system, and its performance is one of the key factors affecting the power generation performance of the whole system. In this paper, an inclined disk Stirling double-acting engine with 25kW power and 1500rpm speed is designed, and the performance of the engine is analyzed by MATLAB and ADAMS software. The main work is as follows:. According to the requirements of the working conditions, the main structural dimensions of the components (piston rod, hemispherical slipper, sloping disk, guide column, slider, slide shoe, etc.) of the drive mechanism of the Stirling engine are designed. The strength of parts is checked by checking formula. The parameters such as circulating pressure, working frequency, piston stroke and cylinder diameter, unprofitable volume of heat exchange system are determined according to the requirements of working conditions, and the motion characteristics of engine under rated working conditions are analyzed numerically by MATLAB software. The effects of working fluid circulation pressure, hot end temperature, scavenging volume and unhelpful volume on the output torque and thermal efficiency of Stirling engine are studied and analyzed. In this paper, kinematics and dynamics theory analysis of tilted disk drive mechanism is carried out, and virtual simulation is carried out with ADAMS software to analyze piston motion law, piston force characteristic, contact force characteristic between hemispherical slipper and inclined disk. Force on sliders and guide columns, torque characteristics of output shafts, and mechanical efficiency of the whole machine. Considering all kinds of errors in the process of manufacture and installation of skew disk transmission mechanism, combined with MATLAB and ADAMS software, this paper mainly aims at the piston axial comprehensive error, piston distribution circle radius error and piston distribution angle error. The performance of Stirling engine was analyzed from four aspects of friction factors between inclined disk and hemispherical slipper.
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM615;TH132
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 陶杰;任连城;赵成利;;基于斯特林发动机的低温等离子体净化汽车尾气技术[J];内燃机;2012年06期
2 李耀俊;杨杰;陈杰良;;斯特林发动机的应用与能源科学教育[J];大众科技;2012年12期
3 毛兆明;对斯特林发动机的评价[J];电工电能新技术;1982年01期
4 G·沃克;金东寒;杨俊;;未来燃煤斯特林发动机[J];武汉造船;1983年01期
5 解世文;斯特林发动机及其第二届国际会议[J];小型内燃机;1984年04期
6 毛兆明;;具有竞争能力的热机——斯特林发动机[J];太阳能;1984年04期
7 ;消息报导[J];船舶工程;1984年03期
8 林元海;;斯特林发动机发展简史[J];内燃机;1986年02期
9 李念平,张清林,徐思铸;斯特林发动机传热特性的研究[J];内燃机学报;1989年01期
10 阳涛;张应;曾杰;;α型太阳能斯特林发动机模型设计[J];科技致富向导;2014年03期
相关会议论文 前4条
1 李昊;伍耐明;董金钟;;基于LabVIEW的斯特林发动机实验数据采集系统设计[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
2 陈茂;巨永林;;降低小型热声斯特林发动机频率和起振温度的实验研究[A];上海市制冷学会2013年学术年会论文集[C];2013年
3 金炼;解东来;;家庭用微型热电联产技术[A];中国土木工程学会燃气分会应用专业委员会、中国土木工程学会燃气分会燃气供热专业委员会2012年会论文集[C];2012年
4 杨嘉祥;;自由活塞式斯特林发动机在汽车尾气余热发电中的应用研究[A];2010’第五届绿色财富(中国)论坛会刊[C];2010年
相关博士学位论文 前4条
1 杨泰蓉;1kW斯特林发动机的实验研究及热力学分析[D];中国科学技术大学;2010年
2 李铁;碟式聚光太阳能热发电系统用斯特林发动机的研制[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
3 汪海贵;采用天然气的小型斯特林冷热电三联供关键技术研究和应用分析[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 杨东亚;斯特林发动机活塞杆Leningrader密封性能相关问题研究[D];兰州理工大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 李修宝;斯特林发动机工作过程仿真[D];沈阳航空工业学院;2009年
2 李明;小型斯特林发动机的研制与试验[D];大连理工大学;2012年
3 闫继位;3kW斯特林发动机的模拟和分析[D];华中科技大学;2012年
4 刘涛涛;斯特林发动机可视化喷雾及燃烧实验研究[D];上海交通大学;2011年
5 张旭;生物质直燃斯特林发动机设计与仿真分析[D];东北林业大学;2011年
6 李丰;斯特林发动机在低品位能源利用中的研究[D];华北电力大学(河北);2007年
7 吴月;双作用式斯特林发动机系统的设计与优化[D];南京航空航天大学;2012年
8 胡怀礼;斯特林发动机喷雾特性试验研究[D];上海交通大学;2009年
9 邹城;小型斯特林发动机换热系统的研究[D];广东工业大学;2013年
10 王金龙;千瓦级碟式太阳能斯特林发动机的研究[D];华中科技大学;2012年
本文编号:1642151
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/1642151.html