宇航级自由活塞斯特林发电机回热器优化设计

为提升一台宇航级自由活塞斯特林发电机(FPSG)回热器性能,提出了一种基于响应面法的回热器优化方法。基于Sage平台构建了FPSG仿真模型,研究了回热器长度、孔隙率、丝径对FPSG输出PV功与热功转换效率的影响,得到了回热器的优化参数。结果显示:FPSG输出PV功随回热器长度、孔隙率、丝径的增大而减小;热功转换效率随回热器长度的增大而缓慢增大,随孔隙率的增大而先增大后减小,随丝径的增大而减小;优化后回热器长度为40 mm,孔隙率为85%,丝径为30μm;经实验验证,FPSG输出PV功提升16.9%,热功转换效率提升12.9%。     

活塞头部形貌对汽油机爆震敏感性影响研究

基于台架试验和完整工作循环数值模拟,开展了汽油机活塞头部形貌特征对爆震的敏感性研究。以台架试验数据为基准校正了汽油机性能仿真模型,通过开展压缩比为9～16区间的外特性仿真模拟,得出压缩比为12时外特性最优。在压缩比为12的3 500r/min全负荷工况,采用化学反应动力学离子分析法,通过数值模拟分析3类基于活塞头部形貌方案的燃烧室,得出具有点火驻涡区域、气门避障区域、驻涡与避障区域之间的连通区域、后部连通区域的SABCD方案抗爆性最优,并指出活塞头部形貌特征中的连通区域对爆震敏感性具有显著影响。通过对方案SABCD的连通区域关键参数进行优化得出,当区域连通宽度和连通台阶高度均为4mm时爆震敏感性最低。研究结果表明,通过对活塞头部形貌特征的合理设计,能实现提升汽油机压缩比的同时有效抑制燃烧室对爆震的敏感性。     

铝水保温炉的微机温控

1 概述 活塞行业应用铝水保温炉很普遍,但目前从行业热工控制技术上看,大都采用电子电位差计、数显表、动圈表等二位式仪表实施温控。因此,从工艺上讲缺乏对铝水温度的精度保障,不能很好地保证铝水精炼质量。同时;保温炉的电热元件(电炉丝或硅碳棒)经常被烧断,通常寿命维持15～20天,致使在一年的生产中,不得不频繁停炉维修;导致电热元件消耗大,凉炉升温费电多,维修费时又费工,造成了较高的生产成本,降低了设备使用效率,影响产品产量。这种状况给活塞行业的热工人员带来极大的烦恼。     

活塞热变形的有限元分析

由于活塞的结构、受热状况可以近似地认为是轴对称的,且柴油机在稳定工况下运行时,活塞的温度基本上不随时间变化,因此,可以把活塞热变形问题作为稳定的轴对称问题专虑。本文采用有限元法,在轴对称稳定温度场的基础上,研究活塞的热变形,为实现活塞结构的优化设计提供基础。一、轴对称体基本方程式根据轴对称物体的特点,选用柱面坐标系,以物体的对称轴为x方向的坐标轴。在该物体内取出的微元体上受到的热应力有: