小型斯特林摩擦發(fā)電機系統(tǒng)的開發(fā)及關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-02-27 16:19
斯特林發(fā)動機具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定,以及與卡諾循環(huán)相同的理論熱力學(xué)效率等優(yōu)勢,在回收小型分布式低級熱能領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景,廣泛應(yīng)用在能源的綜合利用、降低污染排放量、可持續(xù)發(fā)展等諸多方面。本文針對自由活塞式斯特林發(fā)電系統(tǒng)低頻發(fā)電,功率小,直線運動的特性,提出了一種自由活塞式斯特林發(fā)動機和直線摩擦發(fā)電機相耦合的設(shè)計方案并通過實驗證了該方案的可行性。本文中工作頻率為50HZ的模型機的功率密度達到30.53Wm3,相比于直線摩擦發(fā)電機在工作頻率為6.1HZ達到877.8m Wm3的功率密度峰值,提高了34.78倍。本文的設(shè)計方案在低頻和小功率發(fā)電領(lǐng)域比傳統(tǒng)的直線摩擦發(fā)電機發(fā)電性能更優(yōu)良。通過實驗對模型機的設(shè)計方案的可行性進行驗證后,本文設(shè)計和加工了一臺小型自由活塞式斯特林發(fā)動機,以更好的耦合直線摩擦發(fā)電機。并對其一些關(guān)鍵部件如回熱器,冷卻循環(huán)裝置,動力輸出裝置進行設(shè)計和加工,最后完整裝配進行啟動試驗。針對傳統(tǒng)傳感器放置不符合該試驗方案的問題,本文采用非接觸視覺檢測方法,通過立體視覺對斯特林發(fā)電機的運行信息進行檢測。本文提出了一種快速的多相機標定方法...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 斯特林發(fā)動機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 自由活塞式斯特林發(fā)動機
1.3 直線摩擦發(fā)電機
1.4 自由活塞式斯特林發(fā)電機
1.5 非接觸檢測技術(shù)
1.6 本文的主要工作
第二章 斯特林發(fā)電機模型研究
2.1 斯特林發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)
2.2 斯特林循環(huán)理論
2.2.1 Schmidt理論
2.2.2 等溫模型理論
2.3 斯特林摩擦發(fā)電機設(shè)計
2.3.1 摩擦納米發(fā)電機模型分析
2.3.2 斯特林摩擦發(fā)電機耦合設(shè)計
2.4 本章小結(jié)
第三章 小型斯特林摩擦發(fā)電模型機實驗設(shè)計
3.1 初步實驗方案設(shè)計
3.2 實驗及結(jié)果分析
3.2.1 斯特林循環(huán)
3.2.2 模型機發(fā)電材料的特性
3.2.3 最佳阻抗下的輸出特性
3.2.4 發(fā)電機的應(yīng)用實驗
3.3 本章小結(jié)
第四章 小型自由活塞式斯特林發(fā)動機設(shè)計及實驗系統(tǒng)搭建
4.1 小型自由活塞式斯特林發(fā)動機關(guān)鍵部件的設(shè)計
4.1.1 整體設(shè)計
4.1.2 加熱器設(shè)計
4.1.3 回熱器設(shè)計
4.1.4 冷卻器設(shè)計
4.1.5 活塞設(shè)計
4.1.6 輸出端設(shè)計
4.1.7 直線摩擦發(fā)電機耦合設(shè)計
4.2 整體裝配
4.3 系統(tǒng)搭建及啟動試驗
4.4 實驗分析和改進
4.5 本章小結(jié)
第五章 斯特林發(fā)電機非接觸檢測
5.1 非接觸視覺測量系統(tǒng)設(shè)計
5.1.1 靶標設(shè)計
5.1.2 多相機系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)求解方法
5.1.3 多相機系統(tǒng)外參數(shù)求解方法
5.1.4 多相機系統(tǒng)標定方案實驗和結(jié)果分析
5.2 非接觸視覺測量系統(tǒng)實驗方案
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)及展望
6.1 總結(jié)
6.2 創(chuàng)新點
6.3 不足與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]立體視覺測程研究進展[J]. 丁良宏,王潤孝,馮華山,段清娟. 機器人. 2011(01)
[2]AIP方案——現(xiàn)代常規(guī)潛艇動力推進系統(tǒng)配置選擇趨勢[J]. 郭國才. 船電技術(shù). 2003(05)
[3]斯特林發(fā)動機AIP在潛艇上的應(yīng)用[J]. 黃國華. 國外艦船工程. 1998 (09)
博士論文
[1]β型菱形傳動斯特林發(fā)動機的優(yōu)化方法及實驗研究[D]. 段晨.華中科技大學(xué) 2014
[2]碟式聚光太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)用斯特林發(fā)動機的研制[D]. 李鐵.中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2011
[3]1kW斯特林發(fā)動機的實驗研究及熱力學(xué)分析[D]. 楊泰蓉.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[4]斯特林型兩級脈管制冷機理論與實驗研究[D]. 顏鵬達.浙江大學(xué) 2009
碩士論文
[1]100W自由活塞式斯特林發(fā)電機設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張通.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]基于雙目立體視覺的轉(zhuǎn)子臺振動測試研究[D]. 張鵬.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[3]小型斯特林發(fā)動機的研制與試驗[D]. 李明.大連理工大學(xué) 2012
本文編號:3054484
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 斯特林發(fā)動機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 自由活塞式斯特林發(fā)動機
1.3 直線摩擦發(fā)電機
1.4 自由活塞式斯特林發(fā)電機
1.5 非接觸檢測技術(shù)
1.6 本文的主要工作
第二章 斯特林發(fā)電機模型研究
2.1 斯特林發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)
2.2 斯特林循環(huán)理論
2.2.1 Schmidt理論
2.2.2 等溫模型理論
2.3 斯特林摩擦發(fā)電機設(shè)計
2.3.1 摩擦納米發(fā)電機模型分析
2.3.2 斯特林摩擦發(fā)電機耦合設(shè)計
2.4 本章小結(jié)
第三章 小型斯特林摩擦發(fā)電模型機實驗設(shè)計
3.1 初步實驗方案設(shè)計
3.2 實驗及結(jié)果分析
3.2.1 斯特林循環(huán)
3.2.2 模型機發(fā)電材料的特性
3.2.3 最佳阻抗下的輸出特性
3.2.4 發(fā)電機的應(yīng)用實驗
3.3 本章小結(jié)
第四章 小型自由活塞式斯特林發(fā)動機設(shè)計及實驗系統(tǒng)搭建
4.1 小型自由活塞式斯特林發(fā)動機關(guān)鍵部件的設(shè)計
4.1.1 整體設(shè)計
4.1.2 加熱器設(shè)計
4.1.3 回熱器設(shè)計
4.1.4 冷卻器設(shè)計
4.1.5 活塞設(shè)計
4.1.6 輸出端設(shè)計
4.1.7 直線摩擦發(fā)電機耦合設(shè)計
4.2 整體裝配
4.3 系統(tǒng)搭建及啟動試驗
4.4 實驗分析和改進
4.5 本章小結(jié)
第五章 斯特林發(fā)電機非接觸檢測
5.1 非接觸視覺測量系統(tǒng)設(shè)計
5.1.1 靶標設(shè)計
5.1.2 多相機系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)求解方法
5.1.3 多相機系統(tǒng)外參數(shù)求解方法
5.1.4 多相機系統(tǒng)標定方案實驗和結(jié)果分析
5.2 非接觸視覺測量系統(tǒng)實驗方案
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)及展望
6.1 總結(jié)
6.2 創(chuàng)新點
6.3 不足與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]立體視覺測程研究進展[J]. 丁良宏,王潤孝,馮華山,段清娟. 機器人. 2011(01)
[2]AIP方案——現(xiàn)代常規(guī)潛艇動力推進系統(tǒng)配置選擇趨勢[J]. 郭國才. 船電技術(shù). 2003(05)
[3]斯特林發(fā)動機AIP在潛艇上的應(yīng)用[J]. 黃國華. 國外艦船工程. 1998 (09)
博士論文
[1]β型菱形傳動斯特林發(fā)動機的優(yōu)化方法及實驗研究[D]. 段晨.華中科技大學(xué) 2014
[2]碟式聚光太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)用斯特林發(fā)動機的研制[D]. 李鐵.中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2011
[3]1kW斯特林發(fā)動機的實驗研究及熱力學(xué)分析[D]. 楊泰蓉.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[4]斯特林型兩級脈管制冷機理論與實驗研究[D]. 顏鵬達.浙江大學(xué) 2009
碩士論文
[1]100W自由活塞式斯特林發(fā)電機設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張通.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]基于雙目立體視覺的轉(zhuǎn)子臺振動測試研究[D]. 張鵬.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[3]小型斯特林發(fā)動機的研制與試驗[D]. 李明.大連理工大學(xué) 2012
本文編號:3054484
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