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。     

斯特林发动机小空间燃气引射特性仿真研究

采用FLUENT软件对应用于斯特林发动机小空间燃烧室的不同类型的引射器的引射特性进行了计算研究.研究结果表明:在一次流体总质量流量和喷嘴总流通面积相同的条件下,多孔式喷嘴引射器的速度、温度及浓度分布均匀性明显优于中心、环形式喷嘴引射器,喷孔数量越多均匀性越好;多孔式喷嘴引射器的引射系数明显大于中心、环形式喷嘴引射器,喷孔数量越多引射系数越大.     

斯特林发动机的绝热分析

用绝热分析法建立并模拟了斯特林循环的理想绝热模型,仿真结果显示,增大循环压力能提高斯特林发动机的做功能力,这为以后建立非理想绝热模型和节点分析模型奠定了基础.     

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——     

碟式斯特林发动机的研究进展

太阳能的利用和斯特林发动机的研发符合目前解决全球能源危机问题的需要。对斯特林热机的发展过程和循环工作原理进行了总结,综述了国内外对于碟式斯特林发电技术的应用现状,归纳了碟式斯特林发电系统中太阳光跟踪控制系统、接收器聚热技术、斯特林发动机功率控制技术和斯特林发动机密封技术等关键技术的研究成果和应用现状,总结并展望了碟式斯特林发电技术的发展重心,为进一步的研究工作提供参考。     

斯特林发动机绝热分析法研究

对斯特林发动机绝热分析法进行了详细的阐述,对GPU-3型和P-40型斯特林发动机进行了绝热分析。收集了NASA Lewis研究中心的GPU-3型和P-40型斯特林发动机不同工况下的一系列实验测试数据,通过绝热分析法计算数据和实验测试数据的对比可知：斯特林发动机绝热分析法计算的轴功率、吸热量均偏大。轴功率的计算误差随着转速的增加而增大,随着压力的增加而减小。吸热量的计算误差随着转速的增加而增大。绝热分析法计算误差主要是由于没有计算机械损失、发动机漏气损失以及没有考虑非定常的交变流动的影响造成的。     

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。     

太阳能斯特林发动机的性能模拟

太阳能盘式聚光器和斯特林发动机能够很好地结合成为一种新型的具有广阔应用前景的动力系统，其性能研究和开发利用受到世界许多国家的重视。该文以等温模型为基础，考虑各部件中的工质流动损失、导热损失及活塞的穿梭和泵气热损失等，对一个低压无转速调节装置的盘式聚光器—斯特林发动机在一典型晴天日照下的一天中热性能进行模拟。结果显示；早晨接收器的温度随太阳辐射的增加迅速上升，输出功率和系统效率也快速增加，而后接收器的温度基本处于恒定，因而膨胀腔的膨胀功不变，接受器接收太阳辐射的增加使斯特林发动机的转速上升。流动阻力及各种热损失占膨胀功的比例随转速的升高越来越大，在上午10～12点时，输出功率又略有下降，而下午又正相反。因此，一天中的系统效率曲线呈一马鞍形。此外，结果也显示，提高发动机的工质压力。系统效率也将升高。     

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.     

量子斯特林热机的回热特性分析

基于理想玻色气体的状态方程,分析以理想玻色气体为工质的量子斯特林热机具有非理想回热特性,导出循环的效率和输出功的表达式,并对结果进行一些有意义的讨论,所得结果将对斯特林热机的研究提供些理论依据.     

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。     

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。     

Dynamic response simulation and experiment for gamma-type Stirling engine

This study presents a dynamic model of a gamma-type Stirling engine and examines variations of the crank rotational speed against time (Dynamic response). Kinematic relations of the engine linkages were determined and Lagrange formulations were formed for rigid body dynamics. Working gas pressures on each surface of the rigid bodies were calculated over time using a third order thermodynamic analysis code. A test setup was established for measuring dynamic and thermodynamic state variables of ST500engine. First, experiment data was used to validate the thermodynamic code results. Then the dynamic formulations combined with the thermodynamic code were simultaneously solved and the result is compared to ST500 dynamic response. Finally, using the whole dynamic model, new aspects of Stirling engine behavior were investigated. The dynamic–thermodynamic combination of the model gives the opportunity to instantly calculate a precise open-loop response, which is the essential part of designing proper load controllers for inherently unstable Stirling engines.     

斯特林发动机的等温模型分析

阐述了用等温分析法研究了热源温度、死区容积比、回热器有效性及热源温差和冷源温差等五个因子对斯特林发动机性能的影响.研究结果表明:发动机的性能随热源温度的增加而提高,热源温度越高,这种关系越弱;由于各种损失的存在,死区容积比有最佳值;回热器有效性是影响发动机性能的一个重要因子,提高回热器的有效性,是提高发动机性能的一个有...     

柴油机电控系统动态特性匹配的研究

应用硬件在环实时仿真技术进行了柴油机电控系统动态特性匹配的研究。首先介绍了电控系统动态特性匹配的原理以及硬件在环实时仿真系统的构成。在对电控系统动态建模的基础上,全面进行了电控单元在环实时仿真的研究,明确了各控制参数对系统动态性能的影响。随后进行了柴油机电控系统的动态特性试验,取得了良好的匹配效果     

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.