引射比对生物柴油斯特林发动机喷雾特性影响的仿真研究

基于斯特林发动机的喷雾特性,建立了某斯特林发动机旋流引射、喷雾的数学物理模型,模拟了高背压下生物柴油斯特林发动机在不同引射比下的喷雾过程。研究发现:生物柴油喷雾锥角随引射比的增大而增大,大引射比下的喷雾油束前端出现了明显的凹型回缩锋面;引射比越大,喷雾贯穿距越小;增大引射比,液滴速度增大,索特平均直径减小,粒径方差减小。高背压下,增大引射比能增大燃油混合气的空间分布,提高喷雾雾化效果。     

某斯特林发动机气体引射器失效分析研究

针对某斯特林发动机气体引射器失效的问题,对其失效件进行结构和工艺分析,结合ANSYS软件对综合变形和综合应力进行分析计算,确定失效原因系引射器分配管与引射器本体被焊接成一体,分配管因热变形产生的应力集中在两者的结合部位,造成局部应力过大,长时间工作后其局部发生腐蚀断裂。据此进行了设计改进和加工工艺改进,改进型的气体引射器的配机耐久试验表明,改进措施有效。     

斯特林发动机传热特性的研究

过去对斯特林发动机进行传热分析和模拟计算时,均采用稳定流动状况下的准则公式,因而带来较大的误差。为此,本文对斯特林发动机的非稳定传热特性进行了理论分析和试验研究,并整理出在低雷诺数下的准则公式。     

斯特林发动机动态特性的研究

建立了斯特林发动机动态系统的非线性数学模型,模型包括：发动机本体模型,温度控制模型,功率控制模型,负载模型等。     

空气引射对斯特林发动机火焰特征及燃烧温度的影响

为了研究空气引射对斯特林发动机常压燃烧特性的影响,在可视化试验台上进行了不同工况下的燃烧试验,并利用高速摄影机拍摄了燃烧室内的火焰图像,利用热电偶测量了燃烧室内的燃烧温度.结果表明,无空气引射时,燃烧火焰较长,张角较小,波动较大,高温区集中在燃烧室轴线附近;加入适量引射空气,火焰缩短,张角增大,稳定性提高,高温区外扩,位置向喷嘴靠近,燃烧温度升高;过量引射空气使火焰失稳,温度场紊乱,高温区分散,燃烧温度下降.     

分置式斯特林发动机热力性能的仿真

对斯特林发动机的压缩与膨胀过程进行了变质量系统热力学分析。利用等温模型分析法,引入流动阻力损失的计算模型,模拟了分置式斯特林发动机内部工质的压力等参数的动态变化规律。仿真结果表明：斯特林发动机在运行过程中压缩腔与膨胀腔的气体压力并不时时相等;提高发动机的转速和高温热源温度,可以增加发动机的输出功率。     

斯特林发动机润滑系统模拟分析

应用专业管路仿真软件对某斯特林发动机润滑系统进行了管路模拟分析。计算得到了满足曲轴箱润滑要求的油泵背压;并分别讨论了不同设计参数变化对管路系统的影响。分析表明:单位体积流量的变化,直接决定了背压大小,二者之间存在很好的线性关系;当滤清器过滤面的等效直径大于前端进口管路直径时,过滤面积的大小并不会对系统产生太大的影响;转轴转速的变化,对油泵背压的影响可忽略。     

丙醇-生物柴油斯特林发动机喷雾特性试验研究

斯特林发动机的喷射压力和背压均低于柴油机,一般采用压力涡流和引射耦合的喷雾方式。为研究丙醇-生物柴油混合燃料的在斯特林发动机上的喷雾特性,本文建立了基于斯特林发动机的喷雾可视化试验系统,研究了喷射压差、丙醇含量及喷孔直径对丙醇-生物柴油混合燃料斯特林发动机的喷雾特性的影响。结果表明：与柴油相比,丙醇-生物柴油混合燃料对喷射压差的敏感性较小;在不同喷雾阶段,丙醇含量对喷雾的影响呈现不同规律,在喷雾趋于稳定后,P50BD50、P75BD25和纯生物柴油的喷雾贯穿距明显大于P25BD75和柴油;喷孔直径越大,喷雾锥角越大、喷雾贯穿距越小;引射作用对喷雾形态有质的影响,在可观测范围内,已无明显的雾束结构,引射是低压差下斯特林发动机实现良好雾化的关键。     

太阳能斯特林发动机

1988年5月18日,萨格勒布大学热力学和力学研究所教授依伏·科林,在联邦德国太阳能学会慕尼黑分会组织的报告会上,作了关于太阳能斯特林发动机的演讲。200多名听众感到极大兴趣。现在综述如下,以飨读者。 1816年一家由詹姆斯·斯特林——工程师和罗伯特·斯特林——     

适用于小型热气机性能试验的电加热器的研制

介绍了一种针对小型家用热气机性能试验开发的电加热器系统.该电加热器可以模拟性能试验时外燃系统对热头的加热情况,精确控制输入的热量.针对不同材料不同形式的加热器进行理论试验研究,确定并制造了应用于试验的电加热器系统.试验验证了其可行性,可满足家用小型热气机性能试验的要求.     

自由活塞热气机性能仿真方法研究

对自由活塞热气机的动力与热力学性能数值模拟方法进行了研究,在经典的一阶、二阶以及三阶仿真方法的基础上,开发了一套能够用于多种自由活塞热气机性能计算的仿真方法。仿真结果和试验结果基本一致,验证了该算法的正确性。     

天然气热气机的小型热电冷联供系统研究和经济性分析

在热气机的基础上,提出了有助于减少污染的天然气热气机的小型热电冷联供模式,并对不同模式的能源利用率和经济性进行了分析比较,指出在不同的用户需求与应用条件下各方案的适用情况,可为小型热气机热电冷三联供方案设计提供指导。     

有限速率过程对活塞式斯特林发动机性能的影响

本文讨论在给定热源温度和压缩比的情况下,过程进行的速率有限,并受热传导不可逆影响的内可逆活塞式斯特林发动机的最优性能,导出以理想气体或范德瓦尔斯气体为工质的斯特林发动机的最大输出功率与热效率的关系,以及最大热效率与输出功率的关系,并推出了一些新的有限时间热力学的性能界限。     

回收垃圾填埋气发电的热气机燃烧系统研究

针对热气机连续燃烧的特点,采用稀薄燃烧和燃气再循环技术,开发了一套新型旋流扩散燃烧系统和燃烧控制逻辑,建立了利用热气机回收填埋气发电的试验系统,在垃圾填埋场进行了现场系统性能试验.结果表明,改装了燃烧垃圾填埋气燃烧器的热气机系统启动容易,对甲烷浓度适应范围广,燃烧完善,燃烧室内温度分布均匀合理,污染物排放低,并且实现了热气机发电系统无人值守运行.     

回热器增压腔对斯特林发动机性能影响的研究

建立了回热器碰撞射流数值计算模型,开展了回热器三维仿真分析;研究了增压腔对回热器基体内流场的影响规律,并分析了其对斯特林发动机性能的影响。以某型号斯特林发动机为对象,对仿真结果进行的试验验证表明:仿真结果和试验结果吻合性较好,研究结果可供斯特林发动机性能改进做参考。