小型斯特林摩擦发电机系统的开发及关键技术研究
发布时间：2021-02-27 16:19
斯特林发动机具有结构简单、工作稳定,以及与卡诺循环相同的理论热力学效率等优势,在回收小型分布式低级热能领域有广阔的应用前景,广泛应用在能源的综合利用、降低污染排放量、可持续发展等诸多方面。本文针对自由活塞式斯特林发电系统低频发电,功率小,直线运动的特性,提出了一种自由活塞式斯特林发动机和直线摩擦发电机相耦合的设计方案并通过实验证了该方案的可行性。本文中工作频率为50HZ的模型机的功率密度达到30.53Wm3,相比于直线摩擦发电机在工作频率为6.1HZ达到877.8m Wm3的功率密度峰值,提高了34.78倍。本文的设计方案在低频和小功率发电领域比传统的直线摩擦发电机发电性能更优良。通过实验对模型机的设计方案的可行性进行验证后,本文设计和加工了一台小型自由活塞式斯特林发动机,以更好的耦合直线摩擦发电机。并对其一些关键部件如回热器,冷却循环装置,动力输出装置进行设计和加工,最后完整装配进行启动试验。针对传统传感器放置不符合该试验方案的问题,本文采用非接触视觉检测方法,通过立体视觉对斯特林发电机的运行信息进行检测。本文提出了一种快速的多相机标定方法...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 斯特林发动机国内外发展现状
1.2.1 国内外发展现状
1.2.2 自由活塞式斯特林发动机
1.3 直线摩擦发电机
1.4 自由活塞式斯特林发电机
1.5 非接触检测技术
1.6 本文的主要工作
第二章 斯特林发电机模型研究
2.1 斯特林发动机的基本结构
2.2 斯特林循环理论
2.2.1 Schmidt理论
2.2.2 等温模型理论
2.3 斯特林摩擦发电机设计
2.3.1 摩擦纳米发电机模型分析
2.3.2 斯特林摩擦发电机耦合设计
2.4 本章小结
第三章 小型斯特林摩擦发电模型机实验设计
3.1 初步实验方案设计
3.2 实验及结果分析
3.2.1 斯特林循环
3.2.2 模型机发电材料的特性
3.2.3 最佳阻抗下的输出特性
3.2.4 发电机的应用实验
3.3 本章小结
第四章 小型自由活塞式斯特林发动机设计及实验系统搭建
4.1 小型自由活塞式斯特林发动机关键部件的设计
4.1.1 整体设计
4.1.2 加热器设计
4.1.3 回热器设计
4.1.4 冷却器设计
4.1.5 活塞设计
4.1.6 输出端设计
4.1.7 直线摩擦发电机耦合设计
4.2 整体装配
4.3 系统搭建及启动试验
4.4 实验分析和改进
4.5 本章小结
第五章 斯特林发电机非接触检测
5.1 非接触视觉测量系统设计
5.1.1 靶标设计
5.1.2 多相机系统内参数求解方法
5.1.3 多相机系统外参数求解方法
5.1.4 多相机系统标定方案实验和结果分析
5.2 非接触视觉测量系统实验方案
5.3 本章小结
第六章 总结及展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]立体视觉测程研究进展[J]. 丁良宏,王润孝,冯华山,段清娟. 机器人. 2011(01)
[2]AIP方案——现代常规潜艇动力推进系统配置选择趋势[J]. 郭国才. 船电技术. 2003(05)
[3]斯特林发动机AIP在潜艇上的应用[J]. 黄国华. 国外舰船工程. 1998 (09)
博士论文
[1]β型菱形传动斯特林发动机的优化方法及实验研究[D]. 段晨.华中科技大学 2014
[2]碟式聚光太阳能热发电系统用斯特林发动机的研制[D]. 李铁.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
[3]1kW斯特林发动机的实验研究及热力学分析[D]. 杨泰蓉.中国科学技术大学 2010
[4]斯特林型两级脉管制冷机理论与实验研究[D]. 颜鹏达.浙江大学 2009
硕士论文
[1]100W自由活塞式斯特林发电机设计制造关键技术研究[D]. 张通.南京航空航天大学 2017
[2]基于双目立体视觉的转子台振动测试研究[D]. 张鹏.合肥工业大学 2016
[3]小型斯特林发动机的研制与试验[D]. 李明.大连理工大学 2012
本文编号：3054484
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 斯特林发动机国内外发展现状
1.2.1 国内外发展现状
1.2.2 自由活塞式斯特林发动机
1.3 直线摩擦发电机
1.4 自由活塞式斯特林发电机
1.5 非接触检测技术
1.6 本文的主要工作
第二章 斯特林发电机模型研究
2.1 斯特林发动机的基本结构
2.2 斯特林循环理论
2.2.1 Schmidt理论
2.2.2 等温模型理论
2.3 斯特林摩擦发电机设计
2.3.1 摩擦纳米发电机模型分析
2.3.2 斯特林摩擦发电机耦合设计
2.4 本章小结
第三章 小型斯特林摩擦发电模型机实验设计
3.1 初步实验方案设计
3.2 实验及结果分析
3.2.1 斯特林循环
3.2.2 模型机发电材料的特性
3.2.3 最佳阻抗下的输出特性
3.2.4 发电机的应用实验
3.3 本章小结
第四章 小型自由活塞式斯特林发动机设计及实验系统搭建
4.1 小型自由活塞式斯特林发动机关键部件的设计
4.1.1 整体设计
4.1.2 加热器设计
4.1.3 回热器设计
4.1.4 冷却器设计
4.1.5 活塞设计
4.1.6 输出端设计
4.1.7 直线摩擦发电机耦合设计
4.2 整体装配
4.3 系统搭建及启动试验
4.4 实验分析和改进
4.5 本章小结
第五章 斯特林发电机非接触检测
5.1 非接触视觉测量系统设计
5.1.1 靶标设计
5.1.2 多相机系统内参数求解方法
5.1.3 多相机系统外参数求解方法
5.1.4 多相机系统标定方案实验和结果分析
5.2 非接触视觉测量系统实验方案
5.3 本章小结
第六章 总结及展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]立体视觉测程研究进展[J]. 丁良宏,王润孝,冯华山,段清娟. 机器人. 2011(01)
[2]AIP方案——现代常规潜艇动力推进系统配置选择趋势[J]. 郭国才. 船电技术. 2003(05)
[3]斯特林发动机AIP在潜艇上的应用[J]. 黄国华. 国外舰船工程. 1998 (09)
博士论文
[1]β型菱形传动斯特林发动机的优化方法及实验研究[D]. 段晨.华中科技大学 2014
[2]碟式聚光太阳能热发电系统用斯特林发动机的研制[D]. 李铁.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
[3]1kW斯特林发动机的实验研究及热力学分析[D]. 杨泰蓉.中国科学技术大学 2010
[4]斯特林型两级脉管制冷机理论与实验研究[D]. 颜鹏达.浙江大学 2009
硕士论文
[1]100W自由活塞式斯特林发电机设计制造关键技术研究[D]. 张通.南京航空航天大学 2017
[2]基于双目立体视觉的转子台振动测试研究[D]. 张鹏.合肥工业大学 2016
[3]小型斯特林发动机的研制与试验[D]. 李明.大连理工大学 2012
本文编号：3054484
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3054484.html
最近更新
教材专著
