基于循环的直线发电系统设计摘要止点。其具体循环过程如下等温压缩过程循环开始时，压缩腔活塞处于内止点，压缩腔容积最大，膨胀腔活塞处于外止点并仅靠加热器，膨胀腔容积为最小。因此，工质全部在压缩腔内，工质为冷腔温度即循环最低温度，工质在循环中所处状态如图中点所示。随着压缩活塞向外止点方向移动，系统容积逐渐缩小，工质在压缩腔中受到压缩，压缩结束后，如点所示，此时系统容积己从最大值缩小到最小值。压缩过程中，压缩热由气缸壁从系统内部逐渐导出，同时外界在整个压缩过程中得到系统做功。在理想状态下，压缩热等于压缩功。即式中为气体常数。等容加热过程等容加热过程如图所示，从点开始，至点结束。过程开始时，压缩活塞从点继续向外移动，到达外止点时过程结束与此同时，膨胀活塞开始由外止点向内止点移动。两个活塞做相反运动使压缩腔容积的缩小值等于膨胀腔容积的增大量，系统总容积不变，即，过程是等容的。在这等容过程中，压缩腔的容积变到零，而膨胀腔容积开始由零逐渐增大，结果是压缩腔中的工质全部进入到了膨胀腔。工质从压缩腔到膨胀腔前，通过流经回热器并得到回热器的加热，热量从回热器传给工质，工质温度从最低循环温度上升到最高循环温度后流入膨胀腔。所以，这过程称为等容加热过程。在过程结束时，工质全部处于膨胀腔，且温度为，同时压力也上升到最高压力，如图中的图所示。在该过程中，因系统容积不变，故不做功，但工质内能增大。在理想状态下，热能为式中为温度范围内工质的平均等容比热。等温膨胀过程在等温膨胀过程中，压缩活塞在外止点保持不动，膨胀活塞继续向其内止点移动，结果系统容积增大，压力下降，待膨胀活寨移动到内止点时过程结束。此时，系统容积已从最小容积扩大到最大容积气。为了实现等温膨胀，即，外源必须通过气缸壁向工质供给等温膨胀热县同时系统向外界做等温膨胀功。在理想状态下，外界向系统榆入的等温膨胀热能应等于等温膨胀功，即等容冷却过程在这过程中，压缩活塞从其外止点移动到内止点，同时膨胀活塞从其内止点移动到外止点，结果将膨胀腔中器时，回热器从工质中吸走热能鸟使口低循环温度后流入压缩腔。两个活塞积下得到冷却，故叫做等容冷却过的热能为斯特林循环的个过程全部结束，工质状态回复到循环始点的状态。自由活塞式发动机的热力循环与上述理想斯特林循环有所区别，因为现在还不能制作间断性运动的活塞传动机构，所以并没有能进行理想斯特林循环的发动机，实际运行中的斯特林发动机的热力循环只能接近上述理想热力循环。自由活塞式发动机的特点系统之所以选用单缸自由活塞式发动机是因为它有以下特点机械效率高自由活塞式发动机相比较其他机械没有连杆轴或轴承，只有滑动配合，由工质本身作为润滑剂，因而有非常高的机械效率。台榆出功率为的自由活塞式热气机，机械效率可达，特别是部分负荷时，自由活塞式发动机的有效热效率也相对较高。热效率高曲柄连杆式热气机通常采用改变工质的平均压力来调节输出功，但自由活塞式发动机的平均循环压力是不变的，输出功的变化主要是靠改变行程来达到。因此，在部分负荷时，仍可保持其总的热效率基本不变。能使用多种能源使用多种能源的能力与高效率同等重要。连续外燃加热允许使用最广泛的燃料和能源，包括所有气体液体和固体燃料。自起动设计正确的自由活塞式热气机，只要在冷热端之间建立起足够的温差便能自行起动，这是其它动力装置不可比拟的。因此其结构相对简单，使用更为可靠，对维修保养的要求也不高，可用于无人管理的场所。启动加热只需数秒钟，热气机便能自行起动。随后便可全功率运行。不需要液体润滑和内燃机相比较，由于自由活塞式发动机的机械损失非常小，其不需要液体润滑剂来润滑和冷却有关部件。所以，发动机结构和维修保养很简单。密封可靠自由活塞式发动机相比曲柄连杆式斯特林发动机没有复杂的传动机构，相比与内燃机密封压力小，所以密封问题十分简单，通常只要将壳体密封即可满足要求。振动小噪音低自由活塞式基于循环的直线发电系统设计摘要基于循环,直线,发电,系统,设计,毕业设计,全套,图纸摘要基于循环的直线发电系统具有可采用多种能源效率高寿命长和可靠性高等优势，在许多应用领域有取代传统发电系统的潜力和广泛的应用前景，尤其在深空探测和军事上有不可替代的优势。本文所进行的自由活塞式发电机的概念设计就是为了对大型运载工具所排出的废热的回收所做的种尝试。建立基于循环的直线发电系统，其主要由单缸自由活塞式发动机和直线发电机构成，对单缸自由活塞式发动机的几何尺寸进行了初步设计，运用等温分析法对发动机运行性能进行了仿真分析，得到了发电机运行时冷腔压缩图热腔膨胀图和发动机膨胀功和压缩功相减后的图等，并由此计算了单缸自由活塞式发动机功率和效率。此外，运用电磁场有限元法对直线发电机定子绕组通定电流时的恒稳磁场进行了分析，计算出了穿过绕组内部的磁链值，进而求出了发电机定子绕组电感运用场路祸合时步有限元法对永磁直线发电机空载运行负载运行进行了瞬态仿真分析，得到了永磁直线发电机空载磁场空载电动势和负载运行时电压电流值等参数，计算了永磁直线发电机带适当负载时可得到最大电功率。同时，求解并分析了永磁直线发电机定子对自由活塞式发动机的电磁反作用力。这是种跨电工和热工学科研究，以上结果不仅对特种永磁式直线发电机，而且对自由活塞式发动机的设计均有定的参考价值。要目录第章绪论.课题背景.斯特林发动机.国内外研究状况国内研究现状国外研究现状.课题的来源及意义.课题研究内容第章发电系统的结构及工作原理.发电系统结构原理和特点发电系统结构发电系统工作原理.自由活塞式发动机及其工作原理自由活塞式发动机的结构自由活塞式发动机的原理自由活塞式发动机的特点.永磁直线发电机及其工作原理永磁直线发动机结构永磁直线发动机工作原理永磁直线发动机特点第章自由活塞式发动机的尺寸设计和运行性能分析.自由活塞式发动机设计要求.工质选择.结构尺寸确定汽缸直径热腔冷腔和无益容积缝隙式回热器和配气活塞尺寸配气活塞行程动力活塞尺寸和质量缓冲腔容积.基于等温分析法的动力特性数值模拟简化假设冷腔压力热腔压力和容积计算系统功率和效率.本章小结第章永磁直线发电机空载磁场及电动势计算数学模型建立有限元计算空载磁场分布.空载电动势计算.带负载时磁场分析结论致谢参考文献第章绪论.课题背景离合器是汽车传动系中与发动机直接联系的重要部件。对于以内燃机作为动力的机械传动汽车中，离合器是作为个独立的总成而存在的。离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是种依靠其主从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏有效地降低传动系中的振动和噪音。.斯特林发动机年由苏格兰牧师雷伯尔特•斯特林发明，又称“热空气发动机，当时已生产出数干台，后由于蒸汽机和内燃机的出现而被冷落，到二十世纪初己基本消失。主要因为密封的工质为空气，加热温度较低，只有几百度，致使机构庞大使用不便。年荷兰菲利蒲公司欣赏它外燃

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（其他） 基于Stirling循环的直线发电系统设计说明书.doc

（图纸） 斯特林发动机总装图.dwg