导读:本文包含了自由活塞斯特林发动机论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:斯特,活塞,发动机,自由,数值,冷却器,间隙。
自由活塞斯特林发动机论文文献综述
冶文莲,王小军,刘迎文,闫春杰[1]（2019）在《自由活塞斯特林发动机的响应面法设计》一文中研究指出以自由活塞斯特林发动机为研究对象,采用响应面优化法(RSM)研究各因素及其交互作用对响应值的影响规律。以输出功率和热效率作为响应值,选取活塞杆直径、加热器、回热器以及冷却器长度作为因变量,建立了二次回归模型。通过对回归方程的ANOVA分析和模型诊断,检验因变参数对斯特林发动机性能是否具有显着影响。此外,利用RSM的二维等高线图和叁维表面图,揭示了斯特林发动机输出功率、热效率与各因素之间的相互作用关系。结果显示:发动机输出功率随加热器、回热器以及冷却器长度的增加而降低,而热效率随加热器和回热器长度的增加而增加,随冷却器的变化有最佳值。因此,需综合考虑各因素的影响关系再选取合适的结构参数。(本文来源于《真空与低温》期刊2019年04期）
牟健,林明嫱,池春云,洪国同[2]（2019）在《自由活塞斯特林发动机相位特性》一文中研究指出为了研究自由活塞斯特林发动机的振动位移相位特性,建立了耦合发动机热力学和动力学的计算模型.在模型中对压力波进行了线性化处理,得到了自由活塞斯特林发动机两个活塞振动位移之间相位的计算公式.分析了主要参数对发动机相位角的影响规律,发现:自由活塞斯特林发动机必须在一定的充气压力范围内才满足发动机启动的配气活塞位移领先动力活塞位移的相位关系;负载电阻的变化会使电磁阻尼系数发生改变,进而影响相位关系;动力活塞板簧刚度对相位角影响较小,而配气活塞板簧刚度对相位角影响较大.(本文来源于《华中科技大学学报(自然科学版)》期刊2019年07期）
陈挑挑[3]（2019）在《主动式自由活塞斯特林发动机设计与性能试验研究》一文中研究指出在世界能源和环境形势日趋严峻的今天,斯特林发动机以其独特的优势正成为当前新能源研究与开发的热点。但是,国内外的研究工作大多集中在被动式斯特林发动机(Passive Stirling Engine,PSE)上,对变工况适应性差和不能随时迅速启动的问题一直难以解决。主动式斯特林发动机(Active Stirling Engine,ASE)采用可调驱动器,在解决上述问题的同时有望达到更好的性能。本文利用Pro/Engineer构建主动式自由活塞斯特林发动机(Active Free Piston Stirling Engine,AFPSE)的叁维模型,完成了实物样机的加工制作,并搭建了整个试验台架,采用示功图法和直流电机倒拖法对发动机开展相关试验研究。主要研究内容和结论如下:(1)从动力活塞和配气活塞运动规律的分析中发现,试验在非共振状态下进行,发动机性能没有达到最佳。动力活塞行程随转速的升高而增大,在低转速工况下,动力活塞行程随加热温度的增加而增加,高转速工况下则相反。弹簧刚度越小,动力活塞行程越大,随转速升高的增加量也越大。随转速提升和加热温度增加,动力活塞下止点(Power Piston Bottom Dead Center,PPBDC)的上移量远低于动力活塞上止点(Power Piston Top Dead Center,PPTDC),动力活塞行程的增加量主要取决于PPTDC的上移量。配气活塞行程在一定范围内波动,低转速时的配气活塞行程比高转速的大,在1000~1300r/min的转速范围内,配气活塞行程随转速升高而减小。动力活塞与配气活塞同时往上或向下运动,几乎没有相位差,动力活塞的运动规律并不符合正弦曲线。(2)热缸温度随转速的增加而下降,而且,高加热温度下降的幅度更大。气缸无益容积随转速和加热温度的增加而变大,下止点上移无益容积占气缸无益容积的比例σ最大可达34.8%。压缩比随转速和弹簧刚度增加而变小,随加热温度升高而变大,不同温度的压缩比随转速增加逐渐趋向相同。(3)直流电机、传动机构和配气活塞的活塞环与热缸壁之间摩擦消耗的损失功率P_1、P_d和P_h占机械损失功率P_3的比例从大到小的顺序为P_1、P_h、P_d。P_1和P_h均随转速升高而变大,P_1功率曲线的变大斜率随转速升高而增大,P_h功率曲线的变大斜率随转速升高而减小。P_d的值很小,而且随转速的变化不明显,P_3随转速的升高而变大。不同加热温度下P_3的变大幅度差异较大,低加热温度工况下,P_3的值较大,曲线的变大斜率随转速升高逐渐减小,高加热温度工况下则相反。在同一转速下,加热温度越高,机械损失功率越小,因此可以判断高加热温度有利于减小机械损失功率。(4)四个活塞环的P_h由小到大的顺序为3#、1#、2#、4#,直径为65.04mm的开口活塞环所消耗的功率最小,说明比缸径大0.04mm的开口活塞环与发动机气缸匹配最好,同时也证明了本文创新设计的分体式活塞环具有减小活塞环与气缸壁之间摩擦损失的效果。此外,创新设计的分体式开口活塞环与热缸壁之间摩擦消耗的损失功率对大活塞环直径比较敏感,所以在设计活塞环时,应特别注意活塞环直径的尺寸。(5)配气功率、指示功率和净功率皆随转速和加热温度的升高而变大。高转速工况下,配气功率随转速升高而变大的幅度趋于平缓,然而净功率则相反。指示功率与转速几乎成正比关系。当转速超过1300r/min时,发动机的净功率由负转正并且开始快速增大。净功率随冷却水温度的升高而减小,减小冷却水温度有利于提高净功率。弹簧刚度越大,发动机净功率越大。示功图的面积随转速升高而增大,与低转速相比,高转速的示功图比较饱满。在试验条件下,发动机取得的最大循环热效率为7.2%,与其它斯特林发动机相比偏低,这主要是因为发动机没有处于共振状态,性能没有达到最佳。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-05-01）
陈曦,崔浩[4]（2018）在《自由活塞斯特林发动机的性能分析与优化》一文中研究指出设计了一台千瓦级自由活塞斯特林发动机,采用Sage软件模拟了自由活塞斯特林发动机的性能,当热源温度为930K时,该自由活塞斯特林发动机在吸热量为4064W时,输出PV功率可达1417W,热效率为34. 87%。对该发动机的回热器填料参数进行优化设计,在网片丝径为60μm、孔隙率为80%时,回热器的总损失最小。(本文来源于《低温与超导》期刊2018年12期）
陈曦,崔浩[5]（2018）在《自由活塞斯特林发动机Re-1000的模拟研究》一文中研究指出为了掌握自由活塞斯特林发动机的设计方法,采用Sage软件建立了自由活塞斯特林发动机Re-1000的一维模型。模拟结果和实验结果比较显示,输出功率、热效率的模拟值和实验值呈相同的变化趋势。输出功率模拟值与实验值误差约为15%,热效率模拟值比实验值大4%。证明了Sage软件模拟自由活塞斯特林发动机具有较好的准确性,对优化自由活塞斯特林发动机性能有一定意义。(本文来源于《真空与低温》期刊2018年05期）
李兴华[6]（2018）在《小功率自由活塞斯特林发动机动力学特性和泄漏问题研究》一文中研究指出自由活塞式斯特林发动机利用氦气作为工质介质,具有热源适应性好、理论热效率高、可以利用低品位能源及结构简单等特点,对于能源高效利用、废热回收等方面具有很好的应用前景。本文对自由活塞斯特林发动机进行了动力学建模、计算和仿真。运用振动系统的旋转矢量法对自由活塞斯特林发动机进行了分析和计算,得出了该自由活塞斯特林发动机的矢量图解。根据发动机设计参数,利用矢量图,获得驱动活塞的气动力值。利用Adams仿真软件分别建立动力活塞和配气活塞虚拟样机模型,通过给定活塞的气动力,振动系统的刚度系数,阻尼系数,仿真得到活塞的振动曲线;将活塞位移曲线,速度曲线,加速度曲线与理论计算值对比,验证理论计算结果的正确性。对活塞振动系统的固有频率进行了研究。阐述了活塞振动系统的振动原理,将活塞振动系统看作单自由度的有阻尼的由简谐激振力引起的受迫振动。利用共振原理,设计实验获得活塞振动系统的固有频率。通过激振器激振活塞振动系统,并在板簧上粘贴应变片,通过惠斯通电桥,信号放大器输出位移信号。利用此测试系统,分别对动力活塞振动系统和配气活塞振动系统进行测试,获得了活塞振动系统的实际固有频率。为进一步对自由活塞斯特林发动机的性能进行试验验证,建立了试验平台并进行了整机试验。整机测试试验效果不佳,发动机没有起振。通过对试验过程及结果的深入分析发现,发动机没有起振的原因是动力活塞与气缸之间的间隙过大,导致工质泄漏量过大。建立了发动机的启动激励系统,保证活塞可以建立起足够的压强差。对自由活塞斯特林发动机动力活塞间隙密封的特性进行了研究。对动力活塞的间隙密封进行了理论分析,建立了数学模型,分析了影响因素,并进行了泄漏量的数值计算。并重点研究了间隙值的大小对泄漏量的影响,取了四组间隙值计算了半周期的泄漏量。搭建了自由活塞斯特林发动机活塞泄漏量试验平台,并进行了试验,发现间隙越小,泄漏量越小,密封效果越好。分析了泄漏量对发动机启动时的影响,改进了加热器的加热方式。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2018-03-01）
唐硕捷[7]（2016）在《自由活塞斯特林发动机辐射冷却器的性能研究》一文中研究指出近年来随着新一轮空间探索热潮的兴起,空间探索任务要求执行的周期越来越长,这就使得执行空间探索任务的航天器对能源的需求越来越高。自由活塞斯特林发动机是一种外部加热的闭式循环活塞式发动机,具有长寿命、高可靠性、高效率和高比功率等优点,特别适合于空间探索任务的需要。因此,对空间热发电应用的自由活塞斯特林发动机的研究具有十分重要的意义。本文首先对有效功率为200 W的自由活塞斯特林发动机进行初步设计,确定自由活塞斯特林发动机换热系统的基本参数。以自由活塞斯特林发动机的初步设计方法为基础,结合理想绝热模型与Simple分析法,完成了基于Matlab平台的自由活塞斯特林发动机参数设计可视化软件的开发。利用该软件对自由活塞斯特林发动机的主要参数进行了优化及分析,通过多目标优化设计方法得到其全局最优设计参数。为了减小数值计算中模型的网格量和缩短计算周期,设计了有效功率为15 W的斯特林发动机,其设计参数作为研究热管式辐射冷却器的依据。其次,建立了自由活塞斯特林发动机热管式辐射冷却器的物理模型。通过FLUENT软件的动网格技术模拟了自由活塞斯特林发动机内工质气体的振荡流动,分析辐射冷却器的动态换热特性及流动阻力特性。研究发现热管蒸发段总换热量周期性变化的相位总是略微滞后于平均速度的相位和略微超前于平均温度的相位;辐射冷却器热管在某一迎风间距与顺风间距下蒸发段的综合换热性能最好时,发动机的综合效率也最高;适当减小热管的迎风间距与顺风间距,有利于平衡每对热管蒸发段的换热能力,使蒸发段换热量均匀分布;热管对数越多,靠近冷却器出口处的热管蒸发段换热能力越差。最后,研究了表面发射率、辐射板厚度及材料对辐射冷却器辐射散热效率的影响。结果显示,单位面积的辐射散热量Q_(out)/A随表面发射率的增加基本呈线性增加;而单位辐射散热量所需质量M/Q_(out)与表面发射率呈反比。以固定散热量为约束条件,优化分析了辐射表面的温度分布及散热效率:当总散热量一定时,在优先考虑M/Q_(out)最小的前提下,不同的辐射板厚度都有对应的最优辐射表面长宽比;相比钛合金与纯铝作为辐射板材料,镁合金材料辐射板的M/Q_(out)是钛合金材料的一半,同时也小于纯铝材料。因此,辐射板采用镁合金材料最为合适。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-05-01）
李薇,牟健,洪国同[8]（2015）在《自由活塞斯特林发动机配气活塞阻尼系数的试验研究》一文中研究指出为了研究自由活塞斯特林发动机配气活塞的摩擦学性能,在自由活塞斯特林发动机动力学模型的基础上,分析了动力学方程中阻尼项的组成。利用自由振动法,得到各阻尼项的阻尼率,进而得到配气活塞的阻尼系数。试验结果表明,实验系统中的阻尼率均随活塞运动速度的增大而降低。配气活塞头与气缸壁之间和配气活塞杆与动力活塞内壁之间的摩擦阻尼率在0.01—0.02范围内;不同的充气压力下,配气活塞的阻尼率在0.04—0.07范围内;在不同的热源温度下,配气活塞的阻尼率在0.075—0.085范围内。(本文来源于《低温工程》期刊2015年05期）
亓宗磊[9]（2014）在《自由活塞斯特林发动机热交换器的性能研究》一文中研究指出随着全球污染与能源枯竭两大问题的日益加剧,太阳能、风能、地热能等新兴可再生能源倍受人们的关注。斯特林发动机以其多种能源的广泛适用性和优良的热性能已越来越受到人们的重视。而热交换器作为斯特林发动机的关键部件,其性能直接影响斯特林机的效率和功率比,因此对热交换器的研究具有重要的意义。因气体工质在自由活塞斯特林发动机加热器和冷却器内是往复流动的,因此,本文通过建立振荡流模型分析加热器和冷却器的流动和换热性能,为加热器和冷却器的理论研究以及设计优化提供参考。本文首先对小功率(300 W)自由活塞式斯特林发动机的尺寸和结构进行了初步的设计,对其功率进行了初步的估算和优化处理,获得了加热器和和冷却器的几何结构,并对其进行模型简化,利用GAMBIT软件进行物理建模,通过商业软件FLUENT进行数值求解。采用质量入口和压力出口边界条件,并添加UDF文件,实现加热器和冷却器内部工质的振荡流动,分析不同情况下的流动特性与换热特性。在加热器振荡流模型中,分别在热壁面上添加叁角形环翅片、矩形环翅片和弧形环翅片以及使用泡沫金属多孔介质强化换热,分析了一个振荡周期内温度场以及流场的变化。研究结果发现:振荡流动下管道长度的选取要综合考虑流阻损失和换热量。翅片结构中叁角形环翅片具有最优的强化换热效果,其次是弧形环翅片,矩形环翅片的强化效果最差;翅片高度越大,流场扰动越剧烈,换热量越大,但同时流动阻力损失也增大,综合考虑换热量以及Performance Evaluation Criteria(PEC)值,在宽度5 mm的通道内最优翅片高度为0.2-0.3 mm。使用泡沫金属多孔介质具有最优的强化换热效果,其PEC值明显大于翅片结构的,孔隙率增大,换热系数减小,压降也同时减小,在0.9左右时具有最大的PEC值。在冷却器振荡流模型中,分别使用叁角形环翅片、矩形环翅片、弧形环翅片以及热管冷却的方式来达到强化冷却的目的,通过数值模拟得到了一个振荡周期内速度场以及温度场的变化。研究结果发现:振荡流动时,热流密度和热流量都随时间呈周期性的变化,热管冷却方式具有最好的换热效率E。热管叉排时的冷却效果优于顺排时的冷却效果,当迎风间距s为2 mm时,冷却效果最优,顺排间距l1的选取要综合考虑换热量、压降以及换热效率等因素。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2014-06-01）
程宁,李薇,洪国同[10]（2012）在《自由活塞斯特林发动机间隙密封泄漏特性分析》一文中研究指出间隙密封技术是自由活塞斯特林发动机的一项关键技术,间隙密封避免了摩擦损耗,不需要润滑,对自由活塞斯特林发动机整机性能的提高起到了重要的作用。本文建立了自由活塞斯特林发动机间隙密封双边运动的一维层流模型,结合施密特等温分析法,对一台输出功率为100 W的自由活塞斯特林发动机计算了工作腔与缓冲腔之间的泄漏率曲线和单个循环工作腔向缓冲腔泄漏的泄漏量,并比较了不同间隙宽度情况下泄漏损失所占的比重,得到了最大允许的密封间隙宽度。同时,建立带有进出口的二维模型,运用Fluent进行了数值模拟,并与一维层流模型计算结果进行对比,得出二者泄漏率基本一致的结果,但由于间隙流动处进出口体积骤变的存在,二维模型数值模拟结果泄漏率略低于一维层流模型,更接近实际情况。(本文来源于《真空与低温》期刊2012年02期）
自由活塞斯特林发动机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了研究自由活塞斯特林发动机的振动位移相位特性,建立了耦合发动机热力学和动力学的计算模型.在模型中对压力波进行了线性化处理,得到了自由活塞斯特林发动机两个活塞振动位移之间相位的计算公式.分析了主要参数对发动机相位角的影响规律,发现:自由活塞斯特林发动机必须在一定的充气压力范围内才满足发动机启动的配气活塞位移领先动力活塞位移的相位关系;负载电阻的变化会使电磁阻尼系数发生改变,进而影响相位关系;动力活塞板簧刚度对相位角影响较小,而配气活塞板簧刚度对相位角影响较大.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
自由活塞斯特林发动机论文参考文献
[1].冶文莲,王小军,刘迎文,闫春杰.自由活塞斯特林发动机的响应面法设计[J].真空与低温.2019
[2].牟健,林明嫱,池春云,洪国同.自由活塞斯特林发动机相位特性[J].华中科技大学学报(自然科学版).2019
[3].陈挑挑.主动式自由活塞斯特林发动机设计与性能试验研究[D].江苏大学.2019
[4].陈曦,崔浩.自由活塞斯特林发动机的性能分析与优化[J].低温与超导.2018
[5].陈曦,崔浩.自由活塞斯特林发动机Re-1000的模拟研究[J].真空与低温.2018
[6].李兴华.小功率自由活塞斯特林发动机动力学特性和泄漏问题研究[D].南京航空航天大学.2018
[7].唐硕捷.自由活塞斯特林发动机辐射冷却器的性能研究[D].南京航空航天大学.2016
[8].李薇,牟健,洪国同.自由活塞斯特林发动机配气活塞阻尼系数的试验研究[J].低温工程.2015
[9].亓宗磊.自由活塞斯特林发动机热交换器的性能研究[D].南京航空航天大学.2014
[10].程宁,李薇,洪国同.自由活塞斯特林发动机间隙密封泄漏特性分析[J].真空与低温.2012
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