检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自由活塞式线性压缩机耦合模型实验验证

低温工程 2015年第6期 37-42页

作者：邓伟峰蒋珍华张晨刘少帅余慧勤吴亦农中国科学院上海技术物理研究所上海200083

基于等效电路原理,建立了自由活塞式线性压缩机电磁-机械-声耦合模型,推导了模型中等效气体刚度与等效气体阻尼的近似表达式。通过迭代程序修正了模型中最大位移的输出偏差。同时借助电磁有限元软件,将气动耦合模型与电动机电磁模型相... 详细信息

基于等效电路原理,建立了自由活塞式线性压缩机电磁-机械-声耦合模型,推导了模型中等效气体刚度与等效气体阻尼的近似表达式。通过迭代程序修正了模型中最大位移的输出偏差。同时借助电磁有限元软件,将气动耦合模型与电动机电磁模型相互匹配,搭建了线性压缩机联合仿真平台,模拟了不同负载条件下压缩机电磁参数和动力特性的瞬态变化规律。通过不同充气压力下的扫频实验,验证了计算结果和耦合模型的准确性。

关键词：自由活塞线性压缩机耦合模型仿真平台扫频实验

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自由活塞内燃发电系统换气过程研究

自由活塞内燃发电系统换气过程研究

作者：姜一通北京理工大学

学位级别：硕士

自由活塞内燃发电系统（Free-piston engine generator，FPEG）作为一种新型的动力装置，通过高效的转化方式，将燃料化学能转化为清洁的电能。其摩擦损失少、结构紧凑、能量传递路径短等优点迎合了当前世界节能与环保的需要，是国内外... 详细信息

自由活塞内燃发电系统（Free-piston engine generator，FPEG）作为一种新型的动力装置，通过高效的转化方式，将燃料化学能转化为清洁的电能。其摩擦损失少、结构紧凑、能量传递路径短等优点迎合了当前世界节能与环保的需要，是国内外研究的热点。本文以自然吸气式自由活塞内燃发电系统的换气过程为研究对象，开展了台架试验与数值模拟的相关分析。单缸怠速试验表明，自由活塞内燃发电系统在低速模式缸内燃烧并不稳定，呈现间隔循环着火。为了探究其原因，构建了系统CFD（计算流体力学）模型，对比分析了自由活塞内燃发电系统换气过程与传统二冲程内燃机换气过程之间的差异，通过计算解释了试验中着火不稳定现象，得到了换气过程中影响换气效果的关键因素是扫气箱容积变化率的结论。随后探寻改善自由活塞内燃发电机换气系统的设计策略，在计算模型中进一步研究了动子直径、扫气箱容积、进气增压压力、扫气口比时面值以及排气口比时面值对换气过程的影响。研究表明：减小动子直径与缸径比、对进气增压能显著改善其换气效果，而扫气箱容积与排量比改变对换气效果影响不大;在既定参数设计范围内，设计扫气口比时面值时应有针对性地应向上界修正，排气口比时面值则应向下界修正。最后对运行工况变化对换气过程的影响进行了探索。研究发现，运行工况变化对换气过程的影响并不显著：系统运行频率加快，扫气效率略有降低而使燃料捕捉效率有所提高;压缩比增大，扫气效率略有提高而燃料捕捉效率降低。

关键词：自由活塞内燃发电机换气扫气箱计算流体力学系统仿真

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

自由活塞VM循环热泵性能分析与热力学优化

自由活塞VM循环热泵性能分析与热力学优化

作者：陈健阳华北电力大学

学位级别：硕士

自由活塞机构采用弹簧保持运动的周期性,由于没有机械侧压力作用在活塞上,可以减少活塞密封环的磨损。将自由活塞机构应用于VM循环热泵可以提高热泵的工作寿命。但自由活塞VM循环热泵在运行过程中,存在很多不可逆损失。本文进行自由活... 详细信息

自由活塞机构采用弹簧保持运动的周期性,由于没有机械侧压力作用在活塞上,可以减少活塞密封环的磨损。将自由活塞机构应用于VM循环热泵可以提高热泵的工作寿命。但自由活塞VM循环热泵在运行过程中,存在很多不可逆损失。本文进行自由活塞VM循环热泵的性能分析与热力学优化,研究循环性能的提高途径。根据自由活塞在VM循环热泵中的位置,确定了四种自由活塞机构弹簧的连接方式。通过计算系统的性能系数,确定采用三根弹簧的连接方式。并分析了活塞位移、频率、相位角、振幅比和阻尼对自由活塞结构运动规律的影响。在热源温度为800K,供热温度为333K,冷源温度为273K下,分析自由活塞VM循环热泵各主要部件特点,进行设计,并确定系统的运行参数。计算回热损失、流阻损失、导热损失、穿梭损失、泵气损失和其他损失,得到实际性能系数和理论性能系数相差21.5%。并且热泵的实际性能系数随着循环平均压力的增大呈现递增的趋势,并且增加的趋势逐渐减小。随着转速的增大,热泵的制冷量和制热量呈现增加的趋势,并且增加的趋势越来越明显。减小活塞间隙可以减小穿梭损失和泵气损失的总和,从而提升热泵的性能系数。最后采用有限时间热力学的方法,建立了VM循环热泵的不可逆循环模型。不可逆过程包括热源热容的有限性、热阻和换热效率、回热损失及热漏损失,分析了以上因素对循环热泵制热系数和泵热率的影响,推导了制热系数和泵热率的表达式。研究发现,热源的入口温度、出口温度和换热器效率成耦合关系,提高换热器效率可以减小热源出口温度从而提高热源利用率。在给定条件下,高温热源入口温度为545K时,可以取得最大制热系数。低温热源入口温度越高,制热系数和泵热率越大。制热系数随着回热器效率的提高显著增加,随着漏热率的增加而趋于缓慢地减小。泵热率则随回热器效率的提高增加平缓。

关键词：自由活塞 VM循环热泵性能分析有限时间热力学

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

泄漏对微自由活塞发动机工作过程的影响

江苏大学学报（自然科学版） 2014年第1期35卷 14-19页

作者：柏金王谦谢强张彭岗江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013

为了研究泄漏对微发动机工作过程产生的影响,对自由活塞单次冲击压缩着火过程进行了可视化试验,得到不同漏气工况下微发动机的着火特性.在此基础上,建立了耦合自由活塞运动与燃烧过程的多维计算模型,对微HCCI燃烧过程进行了数值模拟.结... 详细信息

为了研究泄漏对微发动机工作过程产生的影响,对自由活塞单次冲击压缩着火过程进行了可视化试验,得到不同漏气工况下微发动机的着火特性.在此基础上,建立了耦合自由活塞运动与燃烧过程的多维计算模型,对微HCCI燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:混合气泄漏对着火时刻影响不大,但对活塞运动特性影响很大,漏气使得微燃烧室内压力降低,活塞返回速度变小,微发动机动力性能降低;泄漏间隙和泄漏长度是影响混合气泄漏程度的2个主要因素,也影响微压缩燃烧过程,泄漏间隙越大,最大压力与活塞末速度越小,动力性能越差,而泄漏长度增加,最大压力有所提高,有助于动力性能的提高;在微发动研究与设计过程中,应重视气缸/活塞间的密封效果.

关键词：微自由活塞发动机泄漏可视化试验 HCCI 自由活塞数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自由活塞发电机的仿真与结构设计

自由活塞发电机的仿真与结构设计

作者：林滨滨上海交通大学

学位级别：硕士

自由活塞发电机(Free Poston Linear Generator,FPLG,以下称FPLG)是一款新型动力单元,由自由活塞发动机和直线电机直接耦合而成。它具有结构简单,效率高,适应燃料多的优点。由于取消了曲柄连杆机构,活塞的运动过于“自由”,导致FPLG有... 详细信息

自由活塞发电机(Free Poston Linear Generator,FPLG,以下称FPLG)是一款新型动力单元,由自由活塞发动机和直线电机直接耦合而成。它具有结构简单,效率高,适应燃料多的优点。由于取消了曲柄连杆机构,活塞的运动过于“自由”,导致FPLG有稳定性的问题。因此,活塞的位置控制是实现自由活塞发电机稳定运行的关键。本文以二冲程双活塞式缸内直喷FPLG为研究对象,基于Simulink软件建立了机械-流体-电控耦合系统模型,并用GT-Power对流体部分模型进行验证。针对FPLG的非稳定状态完善了换气模型和缸内工质热力学模型。通过这个模型分析FPLG的运行规律以及各项参数对FPLG运行状态的影响,并着重研究了发电机运行中换气,燃烧过程的不稳定情况,及其对FPLG运行状态的影响。对影响FPLG稳定性的因素进行了深入分析,在此基础上设计了主动载荷控制策略,并与FPLG模型进行联合仿真,验证其可行性。达到了明显的效果。在建模仿真的基础上,本文对FPLG的样机进行试制,对直线电机和气缸活塞、喷油嘴、火花塞等零件进行选型采购,并设计了气缸盖、连杆、气缸底座、气缸支座等零部件,针对压缩比设置及各零件之间的配合、气密性、活塞限位等问题模型进行修改完善,为之后的实验做好基础。

关键词：自由活塞一维仿真直线电机稳定性

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

自由活塞式内燃发电系统基础探索研究

自由活塞式内燃发电系统基础探索研究

作者：李小庆上海交通大学

学位级别：硕士

自由活塞式内燃发电机(Free Piston Linear Alternator,简称FPLA)是近10年逐渐发展起来的新型动力装置,它将自由活塞内燃机和直线发电机集成为一体,取消了曲柄连杆机构,整个机构仅存在直线运动。内燃机的连接直杆作为直线发电机动子的... 详细信息

自由活塞式内燃发电机(Free Piston Linear Alternator,简称FPLA)是近10年逐渐发展起来的新型动力装置,它将自由活塞内燃机和直线发电机集成为一体,取消了曲柄连杆机构,整个机构仅存在直线运动。内燃机的连接直杆作为直线发电机动子的一部分,将燃料燃烧的化学能直接转化为电能输出。这种装置主要可以用于小型移动发电装置、混合动力汽车等。与传统内燃机带动发电机发电相比,此耦合系统结构简单、零件数目少,摩擦力小,机械效率高。由于活塞行程不受机械限制,内燃机可以运行在较大的压缩比下,燃料适应性较广。目前,此特种发动机受到国内外越来越多科研机构的重视。本文以双活塞式自由活塞内燃机为研究对象。在国家自然科学基金项目资助下,试制成功第一代FPLA原理样机。通过对FPLA仿真与实验研究探索FPLA相关特性,为FPLA进一步深入研究提供基础参考依据。本论文的主要内容可分为6章,现分述如下: (1)介绍了所设计样机总体结构,再对样机涉及的主要部件及各系统间协作配合的方式进行详细阐述。 (2)对火花塞的点火过程进行理论分析,建立数学模型,对点火过程进行仿真;然后介绍了点火系统的设计方案,方案中的点火参数通过仿真结果结合测试试验确定。 (3)对起动过程的能量及动态特性进行分析,阐述样机起动系统的设计及相关控制策略。对本样机来说,起动机构本质上是一块电磁铁,本章又通过建模仿真电磁铁的动态特性,分析仿真曲线,总结结论。 (4)仿真部分利用Matlab/simulink对FPLA进行热力学和动力学建模、耦合,系统分析FPLA的动态特性、规律;通过所建模型得出了关于FPLA的一些有益结论,可以作为FPLA研究的理论参考。实验部分,对样机进行了各种实验,先是通过点火测试确定FPLA以车用LPG为燃料的着火极限;然后通过实验研究空燃比、点火时刻、活塞组质量以及扫气时间对样机运动特性的影响,并将实验结果与上面所做的仿真结果进行对比,初步掌握FPLA的一些运动特性,对后续改进工作提供参考依据。

关键词：自由活塞内燃机起动点火仿真样机

自由活塞汽油直线发电机缸内燃烧与传热特性研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

自由活塞汽油直线发电机缸内燃烧与传热特性研究

作者：苗宇溪北京理工大学

学位级别：硕士

为缓解环境污染与能源紧缺的危机,研究者们在致力于提高传统内燃机经济性与排放性的同时,也积极探索新型的高效、节能和低排放的汽车动力装置,自由活塞直线发电机(Free-piston Engine Linear Generator,FPELG)在这种背景下应运而生。FP... 详细信息

为缓解环境污染与能源紧缺的危机,研究者们在致力于提高传统内燃机经济性与排放性的同时,也积极探索新型的高效、节能和低排放的汽车动力装置,自由活塞直线发电机(Free-piston Engine Linear Generator,FPELG)在这种背景下应运而生。FPELG由自由活塞发动机与直线发电机耦合形成,能够将燃料化学能直接转化为电能进行输出,由于省去了曲柄连杆机构,其相比于传统发动机(Conventional Engine,CE)具有结构简单、摩擦损失小、能量转换效率高和多燃料适应性等优点,因此成为动力机械领域的研究热点之一。本文依托于课题组搭建的自由活塞汽油直线发电机(Free-piston Gasoline Engine Linear Generator,FPGLG)样机,通过建立缸内三维数值仿真模型并结合样机试验重点研究了以汽油为燃料的点燃式FPELG的缸内燃烧与传热过程特性,并在此基础上对FPGLG的缸盖进行了热机耦合有限元分析。首先对FPGLG开展多维耦合建模研究,通过Matlab/Simulink搭建的零维活塞动力学模型得到FPGLG的活塞运动规律曲线,并将之导入到AVL/FIRE模型中建立CFD燃烧与扫气过程仿真分析的动网格模型,经过模型间计算结果与初始条件的耦合迭代,得到边界条件设置合理的CFD燃烧分析模型,并通过样机试验数据对建立的CFD燃烧模型进行验证。基于三维CFD数值计算结果,研究了FPGLG在燃烧特性上与传统发动机的差异,包括燃烧过程中的气体流动特性,动力性、经济性与排放性参数,燃烧放热规律以及燃烧持续期特性等。在传热方面,对Han-Reitz壁面传热模型模拟的FPGLG缸内传热过程进行了参数规律性研究,分析得到了燃烧室壁面传热参数的时域变化与空间分布特点。最后对FPGLG的缸盖进行了热机耦合有限元分析,重点研究了缸盖热机耦合分析的有限元建模方法,通过计算得到了缸盖在稳态工况下的温度场分布,并讨论了热负荷对FPGLG应力变形水平及密封性的影响。

关键词：自由活塞直线发电机 CFD 燃烧特性传热特性热机耦合有限元

斯特林循环的热驱自由活塞反渗透海水淡化动力系统设计分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

科学技术与工程 2020年第5期20卷 1877-1883页

作者：耿冬寒李秀兵金龙天津工业大学机械工程学院天津300387

提出一种新型基于斯特林循环的热驱自由活塞反渗透海水淡化动力系统,采用自由活塞发动机取消曲柄连杆等刚体传动机构,利用非刚性介质海水作为活塞平移机械能的接受体,简化传动链,通过蓄能器和配合弹簧作用,保持运动的周期性,能够提供稳... 详细信息

提出一种新型基于斯特林循环的热驱自由活塞反渗透海水淡化动力系统,采用自由活塞发动机取消曲柄连杆等刚体传动机构,利用非刚性介质海水作为活塞平移机械能的接受体,简化传动链,通过蓄能器和配合弹簧作用,保持运动的周期性,能够提供稳定输出功,提高输出效率。建立斯特林动力部分绝热模型及活塞组件动力学模型,基于MATLAB软件平台编程分析,通过简化活塞运动模型,分析动力系统的相关变化规律及输出功。结果表明,动力系统可以稳定运行,有稳定输出功,设计比较合理,具有可行性。

关键词：自由活塞绝热模型动力系统斯特林发动机

α型斯特林自由活塞反渗透海水淡化增压系统设计研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

液压与气动 2020年第2期44卷 50-57页

作者：耿冬寒金龙李秀兵天津工业大学机械工程学院

主要提出了反渗透海水淡化系统的新型动力装置,将自由活塞斯特林发动机与往复式柱塞泵耦合,构成自由活塞斯特林增压泵,为反渗透海水淡化系统提供动力。首先,通过分析该发动机的结构和运行机理,建立自由活塞斯特林增压泵质量-液压力-阻... 详细信息

主要提出了反渗透海水淡化系统的新型动力装置,将自由活塞斯特林发动机与往复式柱塞泵耦合,构成自由活塞斯特林增压泵,为反渗透海水淡化系统提供动力。首先,通过分析该发动机的结构和运行机理,建立自由活塞斯特林增压泵质量-液压力-阻尼系统;其次,利用实用等温模型分析法对斯特林发动机进行热力学建模,利用流体力学对液压腔压力变化建模,以及利用牛顿定律对系统活塞动力学建模;最后,借助MATLAB软件对系统建模进行求解分析,求出新型增压泵的输出功率和流量。结果证明该增压系统的设计符合反渗透海水淡化系统的需求,并可正常运行。

关键词：自由活塞斯特林发动机热力学动力学增压泵