斯特林发动机天然气扩散燃烧的数值分析和试验 被引量：3

1

作者 汪海贵 朱辰元 +2 位作者 薛飞 刘京 阎珽 《柴油机》 2005年第1期37-42,共6页

应用数值模拟,对斯特林发动机中天然气的燃烧进行了全尺寸三维模拟。分析和优化对斯特林发动机燃烧室速度场、温度场分布以及排放有着重要影响的参数,如空气预热温度、旋流数和过量空气系数等。预测了优化后燃烧室的速度场、温度场分布... 应用数值模拟,对斯特林发动机中天然气的燃烧进行了全尺寸三维模拟。分析和优化对斯特林发动机燃烧室速度场、温度场分布以及排放有着重要影响的参数,如空气预热温度、旋流数和过量空气系数等。预测了优化后燃烧室的速度场、温度场分布,以及NO_x和CO的浓度场分布,得到了吸热部件周围的流动形式。模拟结果为抑制NOx和CO的排放和提高换热效率以及发动机的效率提供了指导,设计结果得到了试验验证。 展开更多

关键词 斯特林发动机 天然气 扩散燃烧 数值模拟

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斯特林机活塞杆帽式密封泄漏率预测及其优化设计

2

作者 杨东亚 王锋 +2 位作者 王学霖 张海龙 高贵 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期291-302,共12页

斯特林机活塞杆帽式密封处总有微量气体泄漏,但目前大多数研究是通过分析密封面接触载荷而开展的。为探究干摩擦状态下帽式密封泄漏问题,基于分形理论从微观角度对密封面形貌进行表征,结合环形轴向缝隙流体流动模型建立帽式密封泄漏分... 斯特林机活塞杆帽式密封处总有微量气体泄漏,但目前大多数研究是通过分析密封面接触载荷而开展的。为探究干摩擦状态下帽式密封泄漏问题,基于分形理论从微观角度对密封面形貌进行表征,结合环形轴向缝隙流体流动模型建立帽式密封泄漏分形模型。通过试验验证泄漏模型的准确性。根据已验证模型对泄漏率影响因素进行交互分析,获取工况条件对不同粗糙度密封面泄漏率的影响规律,并提出使用遗传算法对特定工况下的C型环密封表面形貌与O型圈的预压缩率进行最优匹配。结果表明:泄漏率随着O型圈的预压缩率增大而下降,随着工质压力及活塞杆速度的增大而增大,且密封面越粗糙时泄漏率变化幅度越大;当密封表面粗糙度增大时泄漏率增大,但密封面形貌越粗糙时,增大接触载荷泄漏率更易减小;最终确定当斯特林机的工质压力P1=5 MPa,活塞杆运动速度V=1 m/s时,应匹配密封面粗糙度Ra=0.27μm的改性聚四氟乙烯C型环,并设定O型圈的预压缩率W=23.13%,帽式密封泄漏率将会达到最低。所建泄漏模型可提前为密封件的选择做出决策,而优化设计方法可为后续密封件表面粗糙度的确定和加工方法的选择提供指导。 展开更多

关键词 斯特林机 杆密封 表面粗糙度 泄漏模型 优化设计

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斯特林发动机天然气扩散燃烧数值模拟 被引量：3

3

作者 张锋 孙旺生 《南京工程学院学报（自然科学版）》 2017年第4期54-58,共5页

应用数值模拟,对斯特林发动机中天然气的燃烧进行二维模拟.空气预热温度、旋流数和过量空气系数对斯特林燃烧室速度场、温度场分布以及排放有重要影响,通过模拟燃烧室速度场、温度场的分布,以及NO_x和CO_x的浓度场分布,分别对这些参数... 应用数值模拟,对斯特林发动机中天然气的燃烧进行二维模拟.空气预热温度、旋流数和过量空气系数对斯特林燃烧室速度场、温度场分布以及排放有重要影响,通过模拟燃烧室速度场、温度场的分布,以及NO_x和CO_x的浓度场分布,分别对这些参数进行优化.模拟结果为抑制NO_x和Co_x的排放和进一步提高换热效率以及发动机的效率提供参考. 展开更多

关键词 斯特林发动机 天然气%数值模拟%燃烧室

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斯特林机活塞杆帽式密封结构改进研究 被引量：1

4

作者 杨东亚 孙荣拓 +1 位作者 李佳骏 薛薇 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期142-147,共6页

为解决斯特林机活塞杆处介质泄漏的问题,对其帽式密封结构进行改进,并利用有限元分析软件ANSYS建立其二维轴对称模型;基于实际运行工况,分析比较改进密封结构的性能指标,并通过改变边界条件,探究介质压力、摩擦因数及活塞杆运行速度对... 为解决斯特林机活塞杆处介质泄漏的问题,对其帽式密封结构进行改进,并利用有限元分析软件ANSYS建立其二维轴对称模型;基于实际运行工况,分析比较改进密封结构的性能指标,并通过改变边界条件,探究介质压力、摩擦因数及活塞杆运行速度对改进密封结构性能影响规律。结果表明:改进的密封结构消除了原有结构O形圈的应力集中问题,提高了最大接触应力,且在增加有效密封面积40%的同时又将O形圈的最大等效应力降低了近50%;3个关键参数中介质压力对密封性能的影响力最大,对于改进密封结构,在介质压力为6~8.5 MPa时其密封性能最佳。 展开更多

关键词 斯特林机 帽式密封 结构改进 活塞杆 密封性能

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基于附壁效应的斯特林机多孔介质加热器传热特性 被引量：2

5

作者 潘登宇 李琦芬 +1 位作者 李卓能 焦贵海 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第35期245-250,共6页

针对传统斯特林机加热器加热管管外出现"热点"现象,提出斯特林机的多孔介质型加热器,以提高加热管外传热平均温度。通过改进纽曼与包克附壁射流模型,提出斯特林机加热器多孔介质模型。通过本多孔介质模型下流动传热特性与Fu... 针对传统斯特林机加热器加热管管外出现"热点"现象,提出斯特林机的多孔介质型加热器,以提高加热管外传热平均温度。通过改进纽曼与包克附壁射流模型,提出斯特林机加热器多孔介质模型。通过本多孔介质模型下流动传热特性与Fu方程下的对流换热特性对比、同时分析不同流速与孔径下的加热管换热系数,验证出:在附壁效应下,多孔介质模型对碳化硅等大孔径、内部结构均匀且形状变化平滑的泡沫型多孔介质有较好的拟合特性。 展开更多

关键词 斯特林机 多孔介质 加热器 附壁效应

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基于制冷控制器的在轨变频方案设计

6

作者 田园 李寅龙 +3 位作者 谢妮慧 史翠红 翟耘萱 刘成 《航天器环境工程》 CSCD 北大核心 2023年第3期249-256,共8页

为满足空间大功率斯特林制冷系统在轨环境复杂工况下的制冷需求,需解决制冷控制器在轨期间实时变换驱动电压频率的问题。文章提出一种基于自然采样法的变频策略:通过查找表法和1/4周期正弦波复用,生成无符号的正弦调制波;通过并行进程... 为满足空间大功率斯特林制冷系统在轨环境复杂工况下的制冷需求,需解决制冷控制器在轨期间实时变换驱动电压频率的问题。文章提出一种基于自然采样法的变频策略:通过查找表法和1/4周期正弦波复用,生成无符号的正弦调制波;通过并行进程同步生成无符号的三角载波;通过二者的交叉比较,生成按照正弦规律变化的占空比,基于冲量等效原理,经过滤波得到SPWM波。采用迭代除法的方式实现指令模式下的变频设计,通过状态机交替转移的方法实现自动模式下的变频设计,两种模式的变频精度均为0.1 Hz。该方案的可行性通过了仿真和系统试验验证,并通过了红外光学相机制冷控制器的在轨验证。 展开更多

关键词 斯特林制冷机 空间制冷 在轨变频 迭代除法 状态机

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斯特林发动机中天然气扩散燃烧的数值分析 被引量：1

7

作者 汪海贵 朱辰元 +2 位作者 薛飞 阎珽 王芝秋 《舰船科学技术》 北大核心 2005年第5期32-37,共6页

本文应用数值模拟,对斯特林发动机中天然气的燃烧进行了全尺寸三维模拟。空气预热温度、旋流数和过量空气系数对斯特林燃烧室速度场、温度场分布以及排放有重要影响,本文分别对这些参数进行了优化。预测了优化后燃烧室的速度场、温度场... 本文应用数值模拟,对斯特林发动机中天然气的燃烧进行了全尺寸三维模拟。空气预热温度、旋流数和过量空气系数对斯特林燃烧室速度场、温度场分布以及排放有重要影响,本文分别对这些参数进行了优化。预测了优化后燃烧室的速度场、温度场的分布,以及NOx和CO的浓度场分布,得到了吸热部件周围的流动形式。模拟结果为抑制NOx和CO的排放和进一步提高换热效率以及发动机的效率提供了指导。 展开更多

关键词 斯特林发动机 天然气 扩散燃烧 数值模拟

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基于斯特林热机的汽车发动机辅助散热装置 被引量：1

8

作者 陈东旭 楚文斌 +1 位作者 李星耀 温丙末 《能源与节能》 2016年第11期134-135,182,共3页

设计了基于斯特林热机的汽车发动机辅助散热装置。根据汽车内部构造改造斯特林机,将热源安装在发动机位置,冷源安装在汽车进风口处,当发动机温度较高时,利用发动机热量驱动利用斯特林机带动冷却液循环泵与散热风扇,将高温冷却液泵入散... 设计了基于斯特林热机的汽车发动机辅助散热装置。根据汽车内部构造改造斯特林机,将热源安装在发动机位置,冷源安装在汽车进风口处,当发动机温度较高时,利用发动机热量驱动利用斯特林机带动冷却液循环泵与散热风扇,将高温冷却液泵入散热铜管中,利用风扇对其散热,达到"以热散热"的效果。 展开更多

关键词 斯特林机 散热铜管 冷却液循环泵 辅助散热

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斯特林机PTFE密封材料的可靠性试验 被引量：1

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作者 张龙 周呈 何金平 《船海工程》 北大核心 2021年第3期96-99,共4页

针对斯特林机密封部件用PTFE复合材料,测定BELDAM CROSSLEY公司生产的Crossflon LR、Crossflon 1403、Crossflon705三种材料在低载高速条件和高载低速2种工况下的摩擦磨损性能,试验分析发现Crossflon LR、Crossflon705两种PTFE材料的高... 针对斯特林机密封部件用PTFE复合材料,测定BELDAM CROSSLEY公司生产的Crossflon LR、Crossflon 1403、Crossflon705三种材料在低载高速条件和高载低速2种工况下的摩擦磨损性能,试验分析发现Crossflon LR、Crossflon705两种PTFE材料的高温耐磨性有待进一步提高,润滑性能不能满足要求;而Crossflon 1403的摩擦系数相对其他2种材料更低,具有更佳的耐磨性能。 展开更多

关键词 斯特林机 密封部件 PTFE材料 摩擦磨损

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斯特林机动力活塞间隙密封动态特性仿真分析

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作者 宫晶 张君安 +2 位作者 王亚娟 卢志伟 刘波 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期104-111,共8页

在自由活塞斯特林机动力活塞间隙密封中,间隙内的气体泄漏会引起工作腔内压力和气体质量的变化,进而影响斯特林机的工作效率。为研究在压缩循环过程中气体泄漏量对压力的动态影响,建立间隙密封长度不变、间隙密封长度单侧变化和间隙密... 在自由活塞斯特林机动力活塞间隙密封中,间隙内的气体泄漏会引起工作腔内压力和气体质量的变化,进而影响斯特林机的工作效率。为研究在压缩循环过程中气体泄漏量对压力的动态影响,建立间隙密封长度不变、间隙密封长度单侧变化和间隙密封长度双侧变化3种不同的间隙密封物理模型,采用时间推进法,分析求解不同形式的密封对泄漏量的影响。结果表明:间隙密封在启动阶段时单向泄漏量最大,随着时间的推进,泄漏量逐渐减小后达到稳定,间隙密封长度不变的模型相较于其他2种模型的单向泄漏量最少。基于间隙密封长度不变的模型,分析气膜厚度、背压、密封长度对泄漏量的影响,对气膜间隙和背压进行优化设计。结果表明:气体质量的泄漏随气膜厚度和背压的增加而增加,随活塞长度的增加而减小;当气膜间隙为20~30μm,活塞长度为10~15cm,背压在3~5 MPa时,间隙密封泄漏量在3%以内,符合动力活塞间隙密封的设计要求。分析结果为自由活塞斯特林机动力活塞间隙密封提供了设计依据。 展开更多

关键词 间隙密封 动态特性 斯特林机 动力活塞 密封长度

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斯特林发动机应用于潜艇AIP动力装置的前景展望 被引量：3

11

作者 伍赛特 《装备制造技术》 2019年第1期107-110,114,共5页

介绍了斯特林发动机的优势及劣势,及其应用于潜艇AIP装置的技术发展,并针对其未来发展趋势进行了展望。斯特林发动机尽管其目前仍有着功率较低、密封性较差等问题仍有待于解决,但以其高效、燃料适应性好、静音性出色、配套设施要求低、... 介绍了斯特林发动机的优势及劣势,及其应用于潜艇AIP装置的技术发展,并针对其未来发展趋势进行了展望。斯特林发动机尽管其目前仍有着功率较低、密封性较差等问题仍有待于解决,但以其高效、燃料适应性好、静音性出色、配套设施要求低、耐久性好等显著优势,仍可谓是一类充满前景的潜艇AIP装置。随着相关技术的不断完善,其有发展成单一潜艇动力装置的潜力。 展开更多

关键词 潜艇 斯特林发动机 热气机 AIP动力装置 密封

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碟式斯特林热电机组中磁场调制复合直线电机研究 被引量：3

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作者 包广清 吕盈盈 +2 位作者 魏慧娟 王智萍 高晓辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第22期7821-7829,共9页

直线发电机是斯特林热电机组的核心部件,为改进现有太阳能碟式斯特林发电机存在的功率密度小、铁磁材料利用率低等缺点,提出复合永磁直线发电机设计方案。由于磁场调制作用,在电机动子低速运动的情况下,在定子侧仍然可以得到幅值和频率... 直线发电机是斯特林热电机组的核心部件,为改进现有太阳能碟式斯特林发电机存在的功率密度小、铁磁材料利用率低等缺点,提出复合永磁直线发电机设计方案。由于磁场调制作用,在电机动子低速运动的情况下,在定子侧仍然可以得到幅值和频率相对较高的感应电动势。该电机整体采用平板式拓扑结构,外定子与磁场调制变速模块以平行并列结构同轴集成,可以降低加工难度。高速和低速动子永磁体均采用Halbach充磁方式并形成聚磁回路,在提高电机电动势基波幅值的同时降低谐波含量。另外,在高速动子侧引入阻尼环,有效抑制斯特林机因推力波动造成的机械振荡问题。通过建立电机等效磁路模型,分析电机在不同位移点的磁动势和磁导函数,为参数优化设计提供依据。根据设计方案制造了样机,实验测试与计算结果基本一致,验证了设计方案的正确性。 展开更多

关键词 太阳能热发电 斯特林发电机 永磁直线电机 磁场调制 有限元分析

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斯特林式燃烧焓测量仪的教学方法设计

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作者 王林 李晓舟 +3 位作者 李炜 黄婉婷 李天保 赵海双 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第1期48-51,共4页

针对新研发的斯特林式燃烧焓测量仪,设计了一个适用于本科教学、测量有机物燃烧焓的标准化实验方法。首先测量有机物的燃烧速率和物质燃烧时测量仪的输出功率,然后建立数学模型,确立燃烧焓与输出功率间的数学关系,再利用一种标准物质(... 针对新研发的斯特林式燃烧焓测量仪,设计了一个适用于本科教学、测量有机物燃烧焓的标准化实验方法。首先测量有机物的燃烧速率和物质燃烧时测量仪的输出功率,然后建立数学模型,确立燃烧焓与输出功率间的数学关系,再利用一种标准物质(无水乙醇)标定仪器的热功转换效率,最后将待测物的燃烧速率和输出功率代入数学模型计算其燃烧焓。 展开更多

关键词 斯特林热机 燃烧焓 物理化学实验

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