【摘要】：隨著秸稈大規(guī)模就地燃燒產(chǎn)生的霧霾問題日益加重,并嚴(yán)重影響了現(xiàn)代人的工作和生活,秸稈的綠色處理已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。作為一種綠色動(dòng)力裝置,斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)憑著小型、節(jié)能、高效的特點(diǎn)運(yùn)用在秸稈處理問題上具有巨大的潛力。因此設(shè)計(jì)一款合適的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)具有重大的意義和實(shí)用價(jià)值。本文按照要求設(shè)計(jì)了一款新型p型閉式循環(huán)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)構(gòu)上主要采用齒槽式內(nèi)置回?zé)崞?來提高回?zé)嵝阅�；曲軸設(shè)計(jì)成三曲拐形式,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性,同時(shí)減小振動(dòng)噪聲。磁力傳動(dòng)設(shè)計(jì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)在閉式循環(huán)下解決工質(zhì)泄漏的同時(shí),又不影響輸出動(dòng)力。運(yùn)用MATLAB/Simulink模塊進(jìn)行仿真,分析斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和輸出功率隨冷、熱缸的壓力、溫度、轉(zhuǎn)速以及不同工質(zhì)的變化規(guī)律。設(shè)計(jì)了一個(gè)緩沖腔進(jìn)行密封,并建立仿真模型分析其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。仿真結(jié)果表明緩沖腔的容積和壓力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能幾乎沒有影響,因此根據(jù)需要設(shè)計(jì)緩沖腔在理論上能解決密封問題。運(yùn)用Fluent軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行流固耦合模擬分析。采用動(dòng)網(wǎng)格進(jìn)行熱流固耦合分析,比較不同時(shí)刻,內(nèi)部流場(chǎng)及整機(jī)的速度和溫度分布,為實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)。最后進(jìn)行實(shí)物加工,完成樣機(jī)裝配,并設(shè)計(jì)一個(gè)初步試驗(yàn)方案。往組裝完成后的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)充入氣體工質(zhì)進(jìn)行調(diào)試,確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行。
[Abstract]:With the problem of haze produced by large-scale in-situ burning of straw has become more and more serious, and has seriously affected the work and life of modern people, the green treatment of straw has become a hot spot of current research. As a green power device, Stirling engine has great potential in straw treatment with its small, energy saving and high efficiency characteristics. Therefore, the design of a suitable Stirling engine has great significance and practical value. In this paper, a new type of p-type closed cycle Stirling engine is designed according to the requirements. In the structure, the groove type built-in regenerator is mainly used to improve the regenerative performance, and the crankshaft is designed in the form of tri-curved crutch to improve the running stability of the engine. At the same time, the vibration and noise are reduced. Magnetic drive design makes the engine in closed cycle to solve the leakage of working fluid without affecting the output power. The thermal efficiency and output power of Stirling engine are simulated with MATLAB/Simulink module, and the variation of thermal efficiency and output power with cooling, heat cylinder pressure, temperature, rotational speed and different working fluids are analyzed. A buffer chamber was designed to seal the engine, and a simulation model was established to analyze its influence on engine performance. The simulation results show that the volume and pressure of the buffer cavity have little effect on the performance of the engine, so the sealing problem can be solved theoretically by designing the buffer cavity according to the need. The pressure field, velocity field and temperature field of engine are simulated and analyzed by Fluent software. The thermal fluid-solid coupling analysis is carried out with moving grids, and the velocity and temperature distributions of the internal flow field and the whole machine at different times are compared, which provides the theoretical basis for the experiment. Finally, the prototype assembly is finished and a preliminary test scheme is designed. After the assembly of Stirling engine filled with gas to debug, to ensure the smooth conduct of the test.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK05

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本文編號(hào)：2251091