斯特林驱动反渗透海水淡化增压泵设计研究

提出一种用于小型反渗透海水淡化新型增压装置,将β型自由活塞斯特林发动机与往复式活塞泵耦合成为自由活塞斯特林发动机驱动式增压泵。确定初始设计参数,建立结构原理图,利用实用等温模型建模,分析斯特林发动机内部工作参数;在确定斯特林发动机参数后利用伯努利方程和一维不稳定流动方程对往复泵进行建模,得出泵吸排水口压力以及泵腔内压力变化;研究了斯特林发动机热源温度对输出功的影响,排出管口压力影响因素;利用MATLAB软件对所建立模型求解计算。结果表明,本设备理论上满足设计初始工况要求并可正常运行。     

斯特林发动机可变倾角斜盘传动非正交锥齿轮设计与强度分析

非正交锥齿轮是四缸双作用斯特林发动机可变倾角斜盘传动装置关键部件,在斜盘倾角调节过程中承受较大的斜盘倾角维持力矩。为保证发动机可靠有效工作,锥齿轮的设计及精细强度分析尤为必要。基于此,针对大功率四缸双作用斯特林斜盘驱动发动机,依据可变倾角斜盘传动装置传动布局要求,开展了斯特林发动机非正交锥齿轮传动系统参数设计研究,建立了精细锥齿轮接触强度分析三维模型。其次,利用有限元分析软件Workbench进行了仿真分析,检验非正交锥齿轮传动系统性能。在此基础上,探讨了几何参数变化对锥齿轮啮合性能的影响。结果表明,在满足斯特林发动机整机结构参数设计要求情况下,齿轮最大形变量以及最大应力均随齿数在一定范围内增加而减小。这一结论将为非正交锥齿轮参数设计及动态分析提供一定的理论依据,为四缸双作用斯特林发动机可变倾角斜盘驱动系统的优化及性能提升提供理论参考。     

斯特林发动机配气活塞与气缸的间隙设计与仿真

随着能源危机的加剧和斯特林发动机技术的提高,斯特林发动机在车辆上的应用具有重要的意义,其中配气活塞与气缸间隙的合理设计是斯特林发动机设计的一个重要课题。首先,分析了影响配气活塞与气缸工作间隙的各个因素所造成的间隙特征,提出了配气活塞与气缸的间隙设计方法,利用该设计方法确定了发动机的配缸间隙,并利用ADAMS软件进行了仿真验证,得到活塞与气缸的最小配缸间隙为0.168mm,稳态振动中活塞与气缸的最小径向间隙为0.0145mm,为该类型发动机设计提供了参考依据。     

井下涡轮发电机磁力传动机构的耦合磁场分析

泥浆发电机利用磁力传动机构传递力矩,带动发电机转子轴旋转,从而达到连续供电的目的,为井下仪器提供能量。采用有限元的方法对井下磁力传动机构的耦合磁场建立数学模型,将磁场三维问题转化成二维问题进行分析计算,并用Ansoft Maxwell软件进行仿真;分析了磁力传动机构的结构参数外磁极厚度、内磁极厚度,气隙厚度对磁力矩的影响,仿真得出磁力传动机构不同偏角所对应的的磁场分布状况和磁力矩间的关系,为磁力传动机构的力学性能的研究提供了参考。     

磁力金属带传动设计中几个常用系数的确定

磁力金属带传动是一种新型传动，具有传动功率大、传动比大、线速度高等特点，其设计过程中须用到包角系数、传动比系数及弯曲影响系数等。本文对这些常用系数进行了分析计算，并确定了其取值规律，从而可为磁力金属带传动的设计提供理论依据。     

斯特林发动机配气活塞动力学仿真分析

随着能源危机的加剧和斯特林发动机技术的提高,斯特林发动机在车辆上的应用具有重要的意义。首先,通过分析配气活塞的结构组成,来建立其力学模型。其次,利用ADAMS软件对配气活塞进行了动力学分析,得出活塞运动中柔性弹簧的变形特征、受力、动能和势能、活塞的轴向与侧向频谱特征等力学性能,其结果可以作为斯特林发动机设计与优化的理论依据。     

磁力传动及其应用与设计

介绍了磁力传动的发展现状,阐述了磁力传动设计的基本步骤和要点,根据要求设计了一传动装置的磁体结构和磁路,并对其工作点进行了验算。     

自由活塞斯特林发动机运行频率

自由活塞斯特林发动机运行频率是发动机的关键参数。区别于传统的曲柄连杆斯特林发动机,自由活塞斯特林发动机的运行频率由系统充气压力、动质量、弹簧刚度、阻力系数等热动力学参数耦合确定,因此确定自由活塞斯特林发动机的运行频率较为复杂。为了能够定量计算自由活塞斯特林发动机的运行频率,笔者建立了耦合发动机热动力学参数的数值模型。首先,在模型中对压力波进行线性化处理,得到了自由活塞斯特林发动机运行频率的计算公式;然后,运用模型分析了主要参数对发动机运行频率的影响规律,并与实验结果相对比,发现模型计算结果较为准确;最后,分析了当板弹簧刚度大幅度增加时,发动机的运行频率却变化较小,主要原因在于原有板弹簧的最高自然频率较低。结果表明：优化设计了新的板弹簧,使发动机运行频率大幅度升高,在采用新的板弹簧之后发动机的运行频率从原来的35 Hz提高到60 Hz。     

磁力传动及其应用与设计

介绍了磁力传动的发展现状,讲述了磁力传动设计的基本步骤和要点,并根据要求设计了一传动装置的磁体结构和磁路,并对其工作点进行了验算.     

生物质直燃斯特林发电机组实验分析

对斯特林发动机的工作原理与生物质燃料的热能转换过程进行了分析,在此基础上进行了1kW生物质直燃微型斯特林发电机组设计。对该设计样机进行了热、电联产实验,通过对实验数据与仿真曲线的分析,得出了该机在工作过程中充电电压、充电电流随发动机转速与压力的变化规律,以及热、电关系,发电效率和热电总效率。生物质直燃斯特林发电机组的设计为生物质能源的充分利用拓展了市场。     

永磁传动技术的发展现状和展望

随着科技的发展,永磁传动技术逐步地发展起来,到目前已经形成了多种多样的传动形式.本文举例说明几种常见的永磁传动的结构、原理和特点,重点介绍磁力联轴器研究背景和工作原理,特别是江苏大学许士芬(香港)联合研究所研制的耐高温异步磁力联轴器,利用电磁感应原理进行传动,不需在内转子上布置永磁体,有效地解决了同步磁力联轴器高温时内转子上永磁体退磁的问题.还介绍了永磁传动设计和计算的常用方法,最后提出永磁传动存在的问题,并对永磁传动的发展前景进行展望.     

α型斯特林自由活塞反渗透海水淡化增压系统设计研究

主要提出了反渗透海水淡化系统的新型动力装置,将自由活塞斯特林发动机与往复式柱塞泵耦合,构成自由活塞斯特林增压泵,为反渗透海水淡化系统提供动力。首先,通过分析该发动机的结构和运行机理,建立自由活塞斯特林增压泵质量-液压力-阻尼系统;其次,利用实用等温模型分析法对斯特林发动机进行热力学建模,利用流体力学对液压腔压力变化建模,以及利用牛顿定律对系统活塞动力学建模;最后,借助MATLAB软件对系统建模进行求解分析,求出新型增压泵的输出功率和流量。结果证明该增压系统的设计符合反渗透海水淡化系统的需求,并可正常运行。     

化工泵磁力耦合传动的设计

介绍了化工泵磁力耦合传动的结构原理,以及磁性材料的选择、磁钢形式与磁力矩的计算等,对磁力耦合传动的设计有一定的指导意义。     

磁力金属带传动的理论研究

将磁力引入带声讨劝领域，提出了磁力金属带传动。对磁力金属带传动的工作原理、受力情况、性能特点等进行了较详细的分析，并对主要参数进行了数值模拟。磁力金属带带传动是靠绕在大、小带轮上的线圈联生磁场力吸引金属带，从而较大幅度地提高牵引力来进行传动的。与普通带传动相比，其传动性能得到了一定程度的改善，初张力可减小１０％￣２０％，而传动功率可增加１５％以上。     

基于Kriging模型的斯特林发动机密封腔压力多目标优化

为提高斯特林发动机活塞杆动密封结构的密封性能,减少密封结构的磨损量,以某型斯特林发动机为对象,将其密封腔压力作为优化变量,分别以动密封环的磨损量,密封环与活塞杆的接触应力为响应指标,构建活塞杆密封环的磨损性能和密封性能Kriging模型;以提高密封结构密封性能,降低密封结构磨损量为优化目标,以构建的Kriging模型为目标函数,建立斯特林发动机密封腔压力多目标优化模型。使用NSGA-Ⅱ算法对密封腔压力值进行多目标寻优,得到斯特林发动机密封腔压力的优化值为6.95 MPa。利用斯特林活塞杆密封性能试验平台进行试验,结果表明:优化的密封腔压力在保证活塞杆密封结构密封性能的同时,能够有效减少密封环的磨损量。     

斯特林发动机活塞杆密封装置设计

针对斯特林发动机活塞杆的密封问题,以几种典型活塞杆密封装置为对象,分析了其优缺点。结合帽式密封的密封特点,设计了一种新型斯特林发动机活塞杆密封装置并搭建了试验台。通过在试验台上进行密封测试实验,结果表明,该新型斯特林机活塞杆密封试验台结构设计合理,密封效果显著。     

新型电磁齿轮磁力矩计算方法的探讨

电磁齿轮是一种新型磁力传动装置,根据电磁场理论,提出一种电磁齿轮传动磁力矩的计算方法,推导建立了径向多极电磁齿轮传动机构磁力矩的计算表达式,并采用三维有限元法对推导公式进行了理论验证,结果表明了推导公式正确,可用于电磁齿轮机构的设计计算.     

Stirling热气机冷却器的设计与实验研究

热气机冷却器是斯特林外燃机系统的重要组件之一,围绕冷却器所开展的研究也一直是斯特林热气机研究的重点之一。开发热气机冷却器设计,该热气机为四缸结构、斜盘式传动、氦气工质、淡水闭式强制冷却,其热能取自太阳能。为验证所设计的冷却器的特性,配备了性能测试试验台。实验结果表明,冷却器的设计思想及步骤是行之有效的,设计结果达到了预期技术指标。     

磁力耦合动密封驱动结构参数优化设计与试验分析

为实现压力容器的零泄漏动密封传动,提出一种磁力耦合驱动结构的优化设计方法。以耗费永磁材料最少的情况下实现传递转矩最大、涡流损耗最小为优化目标,构建改进粒子群算法,对磁力耦合驱动结构进行参数优化设计。根据优化结果设计磁力耦合驱动结构,并通过三维有限元仿真及试验检测验证了所设计结构可满足实际应用的转矩要求,实现了压力容器的零泄漏动密封,可为同领域磁力驱动结构的设计提供指导。     

磁力金属带传动的原理与设计

在系统融合传动机械学和电磁学理论的基础上，提出了一种新型的磁力传动机械－－磁力金属带传动（MMBT）。分析了其工作原理和设计方法，对其有效牵引力、传动比及弹性滑动率等进行了数值模拟，并进行了试验验证。结果表明，同普通带传动相比，MMBT具有传动功率大、弹性滑动小、传动准确、效率高等特点，具有推广应用前景。