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太陽能斯特林熱氣機熱交換系統(tǒng)的設(shè)計與研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-18 22:21:58
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太陽能斯特林熱氣機熱交換系統(tǒng)的設(shè)計與研究【摘要】:熱氣機是一種新型的、利用外部能源加熱的閉式循環(huán)活塞式發(fā)動機。熱氣機必將得到充分的發(fā)展,在動力系統(tǒng)中取得應(yīng)有的地位和發(fā)揮其積極的作用

【摘要】: 熱氣機是一種新型的、利用外部能源加熱的閉式循環(huán)活塞式發(fā)動機。熱氣機必將得到充分的發(fā)展,在動力系統(tǒng)中取得應(yīng)有的地位和發(fā)揮其積極的作用,造福人類。熱交換器的基本功能是實現(xiàn)斯特林熱氣機內(nèi)外的熱能交換,保證工質(zhì)在密閉循環(huán)系統(tǒng)中實現(xiàn)加熱、蓄熱和冷卻的熱交換過程。 開展了太陽能Stirling熱氣機熱交換系統(tǒng)的設(shè)計與研究,此熱交換系統(tǒng)主要服務(wù)于利用太陽能熱為直接熱源、斜盤傳動的四缸雙作用熱氣機。熱交換系統(tǒng)是斯特林熱氣機的關(guān)鍵部件。介紹了熱交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和原理;從實際整體設(shè)計要求出發(fā),結(jié)合國內(nèi)外廣泛使用的數(shù)學(xué)分析方法,利用MathCAD軟件計算了流阻、壓降、熱交換率等技術(shù)參數(shù),分析了這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系及其相互影響;在充分認(rèn)識諸參數(shù)的相互作用的基礎(chǔ)上,更科學(xué)地確定了包括回?zé)崞骱屠鋮s器在內(nèi)的各部件設(shè)計尺寸和結(jié)構(gòu)形式,達(dá)到了優(yōu)化設(shè)計、降低耗能、提高效率和節(jié)省研制經(jīng)費的目的。在加工制造方面,針對此次設(shè)計的特殊性,提出了一些帶有創(chuàng)新性的加工方法。 為驗證設(shè)計結(jié)果的有效性,專門建造了冷卻器特性試驗臺,對冷卻器的熱特性和流動特性進(jìn)行了試驗。試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析表明,冷卻器的設(shè)計思想是正確的,設(shè)計方法和步驟是行之有效的,設(shè)計結(jié)果達(dá)到了預(yù)期技術(shù)指標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】:斯特林熱氣機 熱交換系統(tǒng) 回?zé)崞?/strong> 冷卻器 設(shè)計 數(shù)學(xué)分析 性能試驗
【學(xué)位授予單位】:合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2009
【分類號】:TB651
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-7
  • 致謝7-12
  • 第一章 緒論12-16
  • 1.1 斯特林熱氣機熱交換系統(tǒng)概述12-13
  • 1.2 熱交換器的幾個基本問題13-15
  • 1.2.1 工質(zhì)流動和摩擦損失13-14
  • 1.2.2 換熱和換熱系數(shù)14-15
  • 1.3 課題內(nèi)容及其目的15-16
  • 第二章 回?zé)崞骷捌湓O(shè)計16-21
  • 2.1 回?zé)崞鞲耪?/span>16-17
  • 2.1.1 回?zé)崞鞯墓δ?/span>16
  • 2.1.2 回?zé)崞鞯墓ぷ鳁l件及要求16-17
  • 2.1.3 回?zé)崞鞯臉?gòu)造17
  • 2.2 網(wǎng)片基體的溫度特性17-18
  • 2.2.1 理想回?zé)崞鳒囟葓?/span>17-18
  • 2.2.2 實際回?zé)崞鞯臏囟葓?/span>18
  • 2.3 網(wǎng)片基體的流動特性18-20
  • 2.4 熱氣機及有關(guān)回?zé)崞鞯脑O(shè)計20-21
  • 2.4.1 在回?zé)崞骺倱p失最小時基體長徑比的確定20-21
  • 第三章 冷卻器及其設(shè)計21-24
  • 3.1 冷卻器概論21
  • 3.2 冷卻器的基本設(shè)計21-24
  • 第四章 熱交換系統(tǒng)的設(shè)計計算24-49
  • 4.1 汽缸容積的確定24-25
  • 4.2 轉(zhuǎn)速 n、循環(huán)頻率 n_f 的確定25
  • 4.3 死體積計算25-26
  • 4.3.1 汽缸死體積計算25
  • 4.3.2 回?zé)崞魉荔w積計算25-26
  • 4.3.3 回?zé)崞鬟B接管死體積計算26
  • 4.3.4 總的死體積計算26
  • 4.4 功率計算26-38
  • 4.4.1 簡化假設(shè)及限定條件26-27
  • 4.4.2 冷熱腔容積和冷熱區(qū)容積以及總?cè)莘e27-28
  • 4.4.3 壓力計算28-29
  • 4.4.4 循環(huán)功計算29-31
  • 4.4.5 工質(zhì)分布與工質(zhì)流量31-33
  • 4.4.6 流動阻力損失33-38
  • 4.5 循環(huán)功率和有效效率38-47
  • 4.5.1 活塞的穿梭傳熱損失38-41
  • 4.5.2 活塞的泵氣損失41-42
  • 4.5.3 活塞壁的導(dǎo)熱損失42-43
  • 4.5.4 缸壁導(dǎo)熱損失43-44
  • 4.5.5 回?zé)崞鳉んw的導(dǎo)熱損失44-45
  • 4.5.6 回?zé)崞鞯难a熱45-46
  • 4.5.7 回?zé)崞餍镜膶?dǎo)熱損失46-47
  • 4.5.8 回?zé)崞餍镜臏囟炔痪鶆驌p失47
  • 4.6 冷卻器容量和冷腔溫度的驗算47-49
  • 第五章 回?zé)崞髋c冷卻器的加工制造49-52
  • 5.1 回?zé)崞鞯募庸ぶ圃?/span>49-50
  • 5.2 冷卻器的加工制造50-52
  • 第六章 試驗設(shè)計及分析52-55
  • 6.1 冷卻器特性試驗臺的設(shè)計52-53
  • 6.2 冷卻器的特性試驗53
  • 6.3 試驗小結(jié)53-55
  • 第七章 總結(jié)55-56
  • 參考文獻(xiàn)56-59
  • 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文59-60


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