斯特林发动机国内外发展现状共25页
斯特林发动机
斯特林发动机发展历史斯特林发动机,又称热气机,是一种外部加热闭式循环活塞式发动机。
它是由英国苏格兰牧师罗伯特•斯特林于1815年发明的。
不过,由于当时缺乏良好的耐热材料以及人们对热气机的性能了解很少,以致机器的效率和功率都很低。
因此,在十九世纪中叶,当高效率的内燃机出现后,斯特林发动机的研制工作就停止了。
近数十年来,随着科学技术和生产现代化的进展,人们又对这种发动机进行了大量的研究工作。
1983年,荷兰菲利普公司率先开始了现代斯特林发动机的研制工作,该公司对斯特林发动机技术做了根本性的改革,使斯特林发动机的效率与功率大幅度提高。
之后美国、日本、瑞典、英国、德国、中国等国家相继参加研制行列。
鉴于许多国家和部门在热气机的理论和实践方面进行了大量工作,1982年在英国的雷丁大学召开了第一届国际斯特林机会议,为斯特林机的发展在国际交流和合作上开创了条件。
斯特林发动机优点斯特林发动机具有诸多优点,譬如因为它采用外部加热,故对燃料要求不高,可用多种燃料,并且同温限条件下,理论热效率与卡诺循环相等,热效率高,又由于它是闭式循环,工质不向外排放,理论工质消耗为零,排气污染少,除此之外还具有噪音低、运转特性好、工作可靠、维修费用低、可以低温差运行等优点。
但同时,斯特林发动机也存在一些问题,导致它至今依然不能达到商品生产的水平。
其主要原因是造价较高,在经济上竞争能力差。
主要表现在加热部件工作环境恶劣,必须用高温耐热合金材料制造,且其制造工艺不能适应大批量生产的要求,所以造价昂贵。
另外,斯特林发动机的工作特性和使用寿命,在很大程度上取决与密封程度的可靠性与耐久性,故密封问题也是当前斯特林发动机所存在的主要问题。
所以,斯塔林发动机的研制方向主要是两方面,其一是寻求热交换器、活塞等高温部件的廉价材料和适应于大批量生产的工艺,其二是进一步完善密封装置和提高其使用寿命。
斯特林发动机应用领域由于斯特林发动机的工作特点和性能,使它的应用面很广,比如做城市热泵系统、农村或边远地区的动力、车辆牵引动力以及船舶或水下动力装置,此外,热气机的另一特殊用途是作为人造心血泵的动力源。
国内外汽车发动机发展现状与趋势
国内外汽车发动机发展现状与趋势————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势摘要:内燃机从发明发展到一百多年后的今天,相关技术不断创新和走向成熟。
但内燃机作为汽车动力仍然面临着诸多问题,主要是热效率还不够高(特别是汽油机),所依赖的石油资源逐渐减少,废气排放污染大气环境,并难以集中治理等.因此,先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用.关键词:高压共轨;汽油直喷技术(GDI);可变气门正时技术(VVT);均质充量压缩点燃(HCCI)Abstract:With the invention of the development of internal combustion engine, to over one hundred years later, the related technical innovation and to mature。
But internal combustion engines as a motor power still faces many problems,which is still not tall enough thermal efficiency (especially the gasoline engine), dependent on oil resources reduce gradually,emissions atmospheric pollution environment,and difficult to focus on control, etc。
Therefore, the advanced engine technology will in car the energy conservation,the environmental protection technology development plays a key of the decisive role。
斯特林热机发展综述
斯特林热机发展综述1丁国忠张晓青郭方中胡兴华张春萍华中科技大学能源与动力工程学院制冷与低温工程系武汉430074Email:ding_guo_zhong@摘要:在当前能源紧张的情况下,利用太阳能发电技术成了政府和企业非常关注的重要课题,本文论述了太阳能斯特林热机的发展,针对实际应用中的难点问题进行了讨论,为太阳能斯特林热机的发展提供参考。
关键词:斯特林热机,太阳能,综述1.引言能源问题成了一个世界性关注的焦点,在石油和煤炭资源逐渐减少的今天,对于可再生能源的利用获得了很多政府的资助和支持。
我国863和973国家项目都提高了对太阳能等可再生能源利用项目的资助。
太阳能作为地球最大的可再生能源,在近年来获得了更多的利用和发展,中国也成为了太阳能热水器生产的最大输出国,太阳能光伏电池也得到了迅速的发展,但是利用太阳能效率最高的斯特林发动机在中国的发展却非常不够,在日本每年都有斯特林发展的技术论坛。
本文将对斯特林热机的发展和关键问题进行讨论。
目前我国电力供应持续紧张,无法满足人们生产和生活需要,同时,采用化石燃料供电对环境造成了严重污染,因此,新能源发电方式越来越引起社会的热切关注。
斯特林热气机是完成热功转换的高效装置,并且对热源品位要求较低,适于以热能形式利用太阳能。
近年来,发达国家加快对斯特林太阳能热发电方式的研究,其研究的方向主要集中在提高系统稳定性和降低系统发电成本方面;我国曾有少数科研院所从事过船用斯特林热气机、燃烧式(以麦杆等为燃料)斯特林热气机的研发工作,但最终以电能形式利用太阳能的斯特林发电系统尚未见成功实例。
2.斯特林热机的发展2.1 斯特林热机发展概况最早的斯特林热机源于1816年斯特林发明的回热式热机,专利号是4081,此热机小,功率输出是100W-4kW,并且它很快就被随后的内燃机所取代。
1864年Ericsson发明了使用反射镜加热排出器气缸热端的太阳能驱动的热空气机[1],随后几年做了一些改进。
斯特林发动机 研究 发展
关于斯特林发动机的研究与发展学号:13015218姓名:彭俊图摘要:简述了斯特林发动机的发展历史及研究现状,介绍了斯特林循环并归纳了斯特林循环的分析方法,阐述了斯特林发动机的特点和应用,并展望了斯特林发动机的发展前景。
关键词:斯特林发动机;斯特林循环;碟式太阳能热发电系统随着社会的不断发展,化石燃料的消耗量日益增大,传统燃料的内燃机将面临着严重的能源危机,而积极解决这个问题的有效途径之一是开发一种可以使用与传统内燃机不同的燃料的动力装置,斯特林发动机则是目前可行的最佳途径之一。
斯特林发动机(Stirling engine) 又叫热气机,是一种封闭式外燃机,具有燃料来源广,热效率高,排气污染少,噪音低,运转特性好,结构简单,维修方便等优点,并且在太阳能碟式发电系统中有着重要的应用,越来越受到人们的关注。
国外一些专家预言,21 世纪将是斯特林发动机的世纪。
1 斯特林发动机的发展1816 年,罗伯特·斯特林(Robe Stirling) 发明了闭式循环的热气机一一斯特林发动机。
在当年的第4081 号专利中,罗伯特·斯特林在历史上第一次描述了回热器的结构和应用,并对第一台闭式循环热气机的构造进行了描述斯特林发动机是一种外部燃烧(加热)的封闭式活塞发动机。
自罗伯特·斯特林于1816 年发明斯特林循环以来,限于当时条件,大部分发动机的功率和效率都很低,逐渐被比其发明晚半个多世纪的内燃机所替代。
1916 年最后一台老式斯特林发动机出厂,斯特林发动机的发展告一段落[1 3J 近几十年来,随着能源问题和污染问题日益突出,以及斯特林发动机的一些关键技术问题的解决和它所特有的优点,因而受到了国内外的广泛关注。
20 世纪30 年代到60代,现代斯特林发动机的鼻祖一一荷兰的菲利普公司开创了现代斯特林发动机发展的新阶段。
之后经过通用发动机公司、福特汽车公司、瑞典联合热气机公司的不断发展,在包括美国、俄罗斯、英国、法国、德国、日本等主要工业国家政府的资助下,在碟式太阳能热发电、制冷和热泵等领域取得重要进展。
行业技术简介
行业技术简介一、斯特林发动机简介1、斯特林发动机的原理与基本结构斯特林发动机又称为热气机,是一种外燃机,即依靠外部的热源对其密封在机器中的工质进行加热,进行闭式循环。
斯特林发动机对外燃方法无特殊要求,只要外部热源的温度高于机器中工质的温度即可,因此加热方式灵活:既可以使用传统的化学燃料,又可以使用太阳能、生物质能,地热或者利用工业余热作为热源。
根据斯特林发动机的设计要求,热源可高可低,几十度的温差即可使其运转起来。
斯特林发动机在运转的过程中,预充于机器内部的工质通过不断的吸热膨胀、冷却收缩的循环过程实现连续的做功。
斯特林发动机与内燃机最大的区别是:它在做功时,不是通过燃料在气缸内部瞬间升到很高的温度和压力进行爆震去推动活塞,而是依靠外部的热源对其热膨胀气缸持续传热,由机器内部不断升温升压的工质去推动活塞做功,因此在工作时较内燃机要平稳,而且噪音要小很多。
从工程热力学的理论上,斯特林发动机利用的是斯特林循环原理(如上图示意)。
理论上,发动机中的工质遵循斯特林循环,即在一个循环过程中依次经过等温压缩(1-2),等容吸热(2-3),等温膨胀(3-4),等容放热(4-1)的过程。
理想状态下,其循环的效率等于同温限下的卡诺循环效率。
但实际上,由于机器在不同结构下的传热损失,机械损失,工质泄露等原因,斯特林发动机的实际热效率远低于卡诺循环。
设计成熟的斯特林发动机的热效率一般为35%~45%。
常见的斯特林发动机按基本单元的结构形式可分为双活塞式(α型)和置换式(也称配气式,按照置换活塞(displacer piston)和动力活塞(power piston)的布置形式又可分为β型和γ型),其中双活塞式的机器按照其作用形式又可分为单作用式和双作用式。
以下图中的一台α型斯特林发动机为例,其循环系统的基本单元组成如下图所示,依次包括压缩活塞、压缩腔(冷缸)、冷却器、回热器、吸热器、膨胀腔(热缸)、膨胀活塞,工质被封于之间的腔室及换热器中,进行闭式循环。
太阳能斯特林发动机调研报告
一.太阳能斯特林发动机的研究意义进入21世纪,人类社会面临着严重的能源紧缺和环境污染。
传统能源中的石油和天然气将在未来几十年内耗尽,煤尽管还能用一二百年,但它会对生态和环境带来很多的副作用。
在世界范围内的能源危机中,中国更是首当其冲。
因此研究开发无污染、可再生的新能源与能源转换技术是科技界的当务之急[1]。
从能源管理角度来讲,太阳能是产生动力的可再生和不可耗尽的重要能源之一。
把太阳能转换成机械能的有几种方法。
其中理论上可达到最大效率的是斯特林发动机(或热气机)。
斯特林发动机是一种简单的外燃机。
这是罗伯特·史特灵在1816年(英国、专利号4081)就提出的概念。
和内燃机相比,这种发动机效率高、污染小、噪音低等优点。
可以应用在许多领域内中作为清洁高效的动力机, 对节能减排、保护环境有重要意义。
二.斯特林发动机的原理斯特林发动机是利用高温高压的氢气或氦气作为工质, 通过2个等容过程和2个等温过程可逆循环( 图1) 。
气缸中装有2个对置的活塞, 中间设置1个回热器用于交替的吸热和放热, 活塞和回热器之间为膨胀腔和压缩腔。
膨胀腔始终保持高T max, 压缩腔则始终保持低温T min。
由图1可见, 斯特林循环由以下4个换热过程组成: 1- 2为等温压缩, 热量从工质传递给外部低温热源; 2-3 为等容过程, 热量从回热器传给工质; 3-4为等温膨胀,热量从外部高温热源传递给工质; 4-1 为等容过程, 热量由工质传递给回热器。
斯特林发动机是独特的热机,因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率。
斯特灵发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。
这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程。
燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换。
图1.斯特林循环下面是一台斯特林发动机示意图:发动机内的气体是循环加热的(通过酒精灯)并且膨胀推动动力活塞(图中蓝色)向上运动,同时黄色活塞也向上运动。
汽车发动机国内外技术现状及发展趋势综述
汽车发动机国内外技术现状与开展趋势综述xx〔山东科技大学交通学院,车辆工程2021-1〕摘要:内燃机是用途最广的动力机械,并且作为汽车动力,在材料与制造技术、电子控制与智能技术、节能与环保技术、燃料与燃烧技术等方面不断开展进步,各种新技术互相交叉、互相渗透,性能指标不断优化和提升。
关键词:新材料;缸内直喷;分层燃烧;代用燃料;高压共轨TheStatusandDevelopmentTrendofDomesticandForeignAutomobileEnginesMaChao(VehicleEngineering2021-1,CollegeofTransportation,ShandongUniversityofScienceand Technology)Abstract:Keywords:汽车发动机技术现状进入21世纪,汽车内燃机并未因其他车用动力的竞争〔如电力〕而成为“夕阳工业〞,相反,技术进步使得车用四行程内燃机仍保持主体地位。
新材料的使用1/12高强度、低密度材料的使用,如铝与加强纤维、陶瓷材料、塑料、碳素纤维等,使内燃机不断轻量化。
与传统铸铁缸体相比,采用铝合金材料铸造的气缸体,在保证强度的前提下,质量显著减轻,导热性能有所提高,满足了现代汽车发动机的性能要求。
但由于铝合金的耐磨性不好,使用时必须镶嵌缸套。
有的汽油机汽缸盖用铝合金铸造,因铝的导热性比铸铁好,有利于提高压缩比。
铝合金缸盖的缺点是刚度低,使用中容易变形。
由于生产本钱较高等原因,铝合金发动机并未完全取代传统的铸铁发动机,常见的铝合金发动机有上汽通用别克君越〔LaCrosse〕所搭载的直列4缸发动机、一汽-群众奥迪A6L上的型6缸发动机、东风日产骐达〔TIIDA〕上的发动机等。
1998年,巴斯夫公司与丰田的工程师们合作首次开发成功用聚酰胺6制造的进气歧管,从而取代了铸铁、铸铝等金属材料。
这一组件由巴斯夫的Ultramid?制造,Ultramid?是一种经玻璃纤维强化的聚酰胺,已成为众多车型的“首选材料〞。
浅析斯特罗发动机的优劣及其实践应用
浅析斯特林发动机的优劣及其实践应用(Analyses the superiority of Stirling engine And itspractical application)姓名:高静班级:08级工造1班学号:0815084230日期:导师:目录目录 (1)摘要 (2)正文 (3)一、斯特林发动机简介 (3)1.1 斯特林发动机结构和工作过程 (3)1.2 斯特林发动机在国内外动态 (4)二、斯特林发动机优劣分析 (5)2.1、斯特林发动机的优势 (5)2.2、斯特林发动机的缺点 (5)三、斯特林发动机的实践应用 (6)3.1、斯特林发动机在空间太阳能发电中的应用 (6)3.2、用于热电联产型 (7)3.3、低能级的余热回收的斯特林发动机应用 (7)3 4、在电力系统中的应用 (8)四、结束语 (9)参考文献 (9)浅析斯特林发动机的优劣及其实践应用——高静(班级学号)摘要:斯特林发动机是独特的热机,因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率。
斯特林发动机是一种外燃式发动机,它与内燃机的区别在于对封入的气体持续在外部对其进行加热和冷却,从而推动活塞做功。
它具有燃料多样化,高效率,低污染,低速扭矩等特点,使得它具有广泛的应用。
在本文中,将简要介绍斯特林发动机的结构、工作过程和优缺点,及其在实践中的一些应用。
关键字:斯特林发动机;太阳能发电;分布式能源;优劣;应用Analyses the superiority of Stirling engineAnd its practical application——Gao Jing(Class and student ID) Abstract:The Stirling heat engine is unique because they are almost equal to the theoretical efficiency of the theoretical maximum efficiency, known as the Carnot cycle efficiency. Stirling engine is an external combustion engine, the difference between it and the internal combustion engine is continuously on the gas enclosed in the external heating and cooling them to push the piston acting. It has a fuel diversification, high efficiency, low pollution, low-speed torque characteristics, making it a wide range of applications. In this article, we will briefly introduce the structure,working process,merits and faults of a Stirling engine, and some applications in some new areas. Keywords: Stirling engine; solar power; distributed energy; Merits and faults; Application一斯特林发动机简介斯特林发动机(Stirling engine,又名热气机)是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机,它理想的热力循环称作斯特林循环(即:概括性卡诺循环)。
浅谈国内外车用发动机技术现状及发展趋势
浅谈国内外车用发动机技术现状及发展趋势摘要:当今在世界上车用发动机的生产技术水平是一个国家工业发达程度的标志之一。
随着各国高速公路的增多, 随着人类对环保要求的日益严格以及汽车上附件的不断增多, 对车用内燃机的技术要求也不断提高关键词:车用内燃机发展现状建议The Status and Development Trend of Domestic and ForeignAutomobile EnginesVehicle Engineering 09 Class 2 WangYang 0901040421Abstract:In today's world, the technology of engines used on vehicles is a symbol that reflects how national industry develops. As the increase of the number of highway, with human to the requirements of environmental protection and car accessories increasingly strict increased continuously for the technical requirements of the internal combustion engine to improve continuously.Keywords: Internal combustion engine Development Advance引言:内燃机的发展带动汽车的发展,伴随汽车产销量快速增长而来的是大气污染和石油消耗。
无疑,先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。
近 20 年来, 面对世界石油资源日趋枯竭给社会发展带来的压力, 面对汽车保有量急剧增长对环境的影响, 世界汽车界不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决方法。
国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势
+ 3.国家对自主开发新机型在税收上、贷款
上应予以优惠。例如:进口样机、试验设 备、原材料、技术资料在进口关税上以予 以减免,在审批时应大开绿灯。 + 4.注重人才培养,积极引入国外人才包括 有开发经验的在国外大企业工作过的“海 归”人才。 + 5.继续依靠国外技术力量(如AVL、FEV 公可),但鼓励联合开发,自主开发,尽 快掌握先进的汽油抓开发技术
+ 3.整机和核心零部件企业中外资控股趋势明显,
近几年,外方有意控制汽车发动机技术。由于中国 加入WTO条款中规定国内生产发动机允许外方控股, 因此外方近几年控股趋势明显,如广州丰田发动机 有限公司日方占70%,中方占30%;一汽与德国大 众在大连新建发动机厂,大众占60%,一汽占40%; 长春西门子威迪欧有限公司德方占100%股份(生产 电子控制产品)等。 + 4.国外跨国汽车集团都有自己的配套体系和技术 壁垒,中方汽油机企业很难进入其OEM配套体系。 例如日系车型、韩系及德系车型进入我国都跟进一 批配套企业,国内一些汽油机及配件企业产品进入 其配套体系很难。
+ 3、增压中冷技术
采用涡轮增压增加柴油机的空气量,提高燃烧 的过量空气因数是降低大负荷工况排气烟度、 PM 排放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空——空 中冷系统,可使增压空气温度下降到50℃以下,工 作循环温度的下降有助于NOX的低排放和PM的下 降,故目前重型车用柴油机都普遍是增压中冷型, 不仅有助于低排放而且燃油经济性良好。 4、排气再循环(EGR)技术的应用 EGR 是目前发达国家先进内燃机中普遍采用的 技术,其工作原理是将少量废气引入气缸内, 这种 不可再燃烧的 CO2 及水蒸汽废气的热容量较大,能 使燃烧过程的着火延迟期增加,燃烧速率变慢, 缸 内最高燃烧温度下降,破坏 NOX 的生成条件
国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势
国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势摘要:发动机是汽车的心脏,发动机的发展在很大程度上决定着汽车产业的发展。
随着电子技术的发展也不断推动着发动机新技术的开发。
无疑,先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。
Abstract: the engine is the heart of the car, the engine development in a great extent the development of the car industry. With the development of electronic technology is also constantly push engine the development of new technology. No doubt, the advanced engine technology will in car the energy conservation, the environmental protection technology development plays a key of the decisive role.关键词:车用汽油机柴油机发动机技术发展趋势汽油机所采用的新技术及发展趋势由于汽油机的燃油经济性比柴油机差,所以降低汽油机的能耗已经成为汽车界当前必须要解决的一个问题。
具有理论空燃比的均质混合气的燃烧理论在火花点火发动机上被广泛使用,它的最大优点是可以实用三效催化器来降低CO、HC和NOx等废气的排放。
不足之处是不能获得较高的燃油经济性,为了提高发动机的热效率和降低废气排放,燃烧技术在不断地发展。
汽油机经历了由完全机械控制的化油器供油为主到采用电控喷射、缸内直喷、电辅助增压和电动气门、可变压缩比、停缸等技术的变化,汽油机发展的最终方案将采用综合汽油机和柴油机优点的燃烧控制技术。
汽油机所采用的技术:1、燃油电子喷射技术。
汽车发动机国内外技术现状与发展趋势综述
汽车发动机国内外技术现状与发展趋势综述xx(山东科技大学交通学院,车辆工程2011-1)摘要:内燃机是用途最广的动力机械,并且作为汽车动力,在材料与制造技术、电子控制与智能技术、节能与环保技术、燃料与燃烧技术等方面不断发展进步,各种新技术互相交叉、互相渗透,性能指标不断优化和提升。
关键词:新材料;缸内直喷;分层燃烧;代用燃料;高压共轨The Status and Development Trend of Domestic and ForeignAutomobile EnginesMa Chao(Vehicle Engineering 2011-1, College of Transportation, Shandong University of Science andTechnology)Abstract:Key words:1汽车发动机技术现状进入21世纪,汽车内燃机并未因其他车用动力的竞争(如电力)而成为“夕阳工业”,相反,技术进步使得车用四行程内燃机仍保持主体地位。
1.1新材料的使用高强度、低密度材料的使用,如铝与加强纤维、陶瓷材料、塑料、碳素纤维等,使内燃机不断轻量化。
与传统铸铁缸体相比,采用铝合金材料铸造的气缸体,在保证强度的前提下,质量显著减轻,导热性能有所提高,满足了现代汽车发动机的性能要求。
但由于铝合金的耐磨性不好,使用时必须镶嵌缸套。
有的汽油机汽缸盖用铝合金铸造,因铝的导热性比铸铁好,有利于提高压缩比。
铝合金缸盖的缺点是刚度低,使用中容易变形。
由于生产成本较高等原因,铝合金发动机并未完全取代传统的铸铁发动机,常见的铝合金发动机有上汽通用别克君越(LaCrosse)所搭载的2.4L直列4缸发动机、一汽-大众奥迪A6L上的2.5LV型6缸发动机、东风日产骐达(TIIDA)上的1.6L发动机等。
1998年,巴斯夫公司与丰田的工程师们合作首次开发成功用聚酰胺6制造的进气歧管,从而取代了铸铁、铸铝等金属材料。
斯特林发动机
斯特林发动机求助编辑百科名片斯特林发动机这种发动机是伦敦的牧师罗巴特斯特林(Robert Stirling)于1816年发明的,所以命名为“斯特林发动机”(Stirling engine)。
斯特林发动机是独特的热机,因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率。
斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。
这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程目录外燃机外燃机优缺点热气机热气机工作原理已研发改良的的外燃机热气机的优点热气机存在的主要问题热气机的应用小说中的斯特林发动机斯特林简介斯特林发动机的发展展开外燃机外燃机优缺点热气机热气机工作原理已研发改良的的外燃机热气机的优点热气机存在的主要问题热气机的应用小说中的斯特林发动机斯特林简介斯特林发动机的发展展开编辑本段外燃机外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机,有别于依靠燃料在发动机内部燃烧获得动力的内燃机。
新型外燃机使用氢气作为工质,在四个封闭的气缸内充有一定容积的工质。
气缸一端为热腔,另一端为冷腔。
工质在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀做功。
燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换。
编辑本段外燃机优缺点由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题,从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。
外燃机可以燃烧各种可燃气体,如:天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等,也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料,还可以燃烧木材,以及利用太阳能等。
只要热腔达到700℃,设备即可做功运行,环境温度越低,发电效率越高。
外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响,非常适合于高海拔地区使用。
但是,斯特林发动机还有许多问题要解决,例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高,热量损失是内燃发动机的2-3倍等。
斯特林发动机循环分析 工程热力学..
斯特林发动机循环分析(北京交通大学机电)摘要:斯特林发动机不仅理论热效率高,等于卡诺循环效率,而且作为外燃机其排放特性非常好,所以近三十年来一直是研究的热点。
本文介绍了斯特林发动机的装置特点、动力性能等,并对理论循环进行了分析,提出了提高循环热效率的方法及措施。
关键词:斯特林发动机,斯特林循环,热效率1.斯特林发动机介绍1.1斯特林发动机的装置特点热气机是一种外燃的、闭式循环往复活塞式热力发动机。
热气机可用氢、氮、氦或空气等作为工质,按斯特林循环工作。
在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。
气缸一端为热腔,另一端为冷腔。
工质在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀作功燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换。
已设计制造的热气机有多种结构,可利用各种能源,已在航天、陆上、水上和水下等各个领域进行应用。
试验热气机的功率传递机构分为曲柄连杆传动、菱形传动、斜盘或摆盘传动、液压传动和自由活塞传动等。
按缸内循环的组成形式分,热气机主要有配气活塞式和双作用式两类。
在一个气缸内有两个活塞作规律的相对运动,冷腔与热腔之间用冷却器、回热器和加热器连接,配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动。
1.2斯特林发动机的应用现状1.2.1 国内发展状况我国从七十年代末即开始斯特林发动机的研究开发工作,已设计出功率150W-IOkW发动机11种,多数已在实验室正常运转。
现从事此项工作的约300人,并正筹建中国热气机研究会。
北京农业工程大学凌泽芝同志在能源政策研究通讯1991年第一期“发展热气机、促进农村电气化”一文中介绍国内外斯特林发动机的发展概况及其特点后建议:“充分利用我国农村丰富的生物质能源和部分地区丰富的太阳能资源以解决农业用电问题”。
并希望纳入国家“八五”科技规划和组织有关单位联合攻关。
上海711研究所研制出热气机,是一种具有国际水准的科研成果,而排放的污染气体比目前市面上的其它发动机都要小,达到欧洲排放标准。
太阳能斯特林发电技术在我国的应用前景分析,能源范文.doc
太阳能斯特林发电技术在我国的应用前景分析,能源-1.概述对于目前资源与环境的严峻形势,各国研究机构出于节能减排,保障能源安全、解决气候与能源资源等目的,积极开展各种新型能源的开发和利用,投入大量资金与技术与支持[1-4],以及政府不断采取相关优惠的政策法规进行扶助[5-7],致力于形成和推广可持续发展的清洁新能源动力的开发应用,处理好新能源与能源强度,经济增长之间的关系[8]。
新能源的探索与研究包括:能源资源的开发与挖掘,能源资源的转换和能源资源的有效利用三个方面。
本文主要研究热能与机械能和电能之间转换的设备-斯特林发电机的原理研究和应用说明,为清洁能源的合理利用和高效转换提供有益的参考。
2.斯特林发电机技术2.1 原理斯特林发电机是由斯特林发动机和交流发电机两部分组成。
1861年Stirling提出斯特林循环技术于,斯特林循环由两个等温压缩和膨胀与两个等容回热过程组成的闭式热力学循环,称为斯特林循环(也称为卡诺循环),斯特林发动机是利用外部热源加热工质气体,工质气体再推动机构的动力活塞进行机械动能输出,斯特林能量转换机运动原理如图1所示。
图1中①为发动机起始点,此时工质气体受外部热能受热膨胀,膨胀的工质气体将配气活塞推至膨胀腔最右端;动力活塞位于最右端,动力活塞依靠回复弹回向左移动。
压缩产生的热量由冷却器带走,从①到②为等温压缩;②到③为等容放热过程,属于内部换热,与整个过程与能耗无关,配气活塞和动力活塞同时在弹簧回复力的作用下同时向左移动。
③到④为等温膨胀,配气活塞移动到最左端,动力活塞也位于最左端,理论上根据能量守恒,电机的发电量与膨胀功、内能之和是相等的关系。
④到①为等容吸热过程。
完成一个循环,在整个循环中,动力活塞依靠配气活塞传递的能量进行来回振动,同时带动链接在动力活塞活塞杆上的永磁体在线圈之间摆动,线圈产生交流电流。
理论上,斯待林循环的热效率等于同温限卡诺循环的热效率,但在实际应用中由于存在非理想化的不可逆因素,回热器也不可能将百分之百的效率进行热能传递,所以热效率低于同温下卡诺循环的理论热效率,目前斯特林发动机的热效率可达30%—45%[9]。
世界领先,国产320kw斯特林发动机研制成功,到底有多先进
世界领先,国产320kw斯特林发动机研制成功,到底有多先进根据《中国船舶报》12月21日消息,我国研制成功大功率的斯特林发动机,功率达到320千瓦,热效率40%,属于国际领先水平。
斯特林发动机是1816年由英国物理学家斯特林发明的,从原理和结构上来说,这个机器是一个非常简单的机器,但是要做好很难。
▍斯特林发动机是一种外燃机。
所谓的外燃机就是说它的气缸里面只有工质,被外部的热量加热以后会膨胀,推动一个活塞做功。
普通用的柴油机、汽油机,它的气缸里面是要喷进去油,然后点着火,推动活塞。
这种属于内燃机。
那么外燃机跟内燃机有什么区别呢?主要是内燃机的功率容易做的比较大,机器做的比较紧凑。
而且内燃机功率调节比较容易,因为我们只要通过调节喷入气缸里面的燃油的数量,可以瞬间完成功率调节。
但是外燃机调节功率比较麻烦,因为要通过火焰的大小来改变热量,然后再改变气缸的温度,然后才能改变气缸内部工作工质的温度,再影响活塞的推进。
这个响应过程稍微要长一点。
而且在气缸外面加热,相当于要额外多了一套部件,所以外燃机的体积比较大。
蒸汽机也是一种外燃机,所以蒸汽机的体积也是非常庞大的。
▍斯特林发动机的结构、工作原理。
内燃机的工作气缸只有一个,但是斯特林发动机的气缸有两个,一个是热端气缸,一个是冷端气缸。
热端气缸,顾名思义就是要用火焰来加热的气缸。
而且热端气缸和冷端气缸都可以推动活塞,气缸之间是联通的。
火焰加热热端气缸以后,气缸中的气体膨胀,既推动活塞,又把一部分气体推进冷端气缸。
冷端气缸中的气体受冷,带动活塞收缩,又把冷端气缸中的一部分气体推入了热端气缸。
两个活塞之间用曲轴连接,夹角是90度。
因为活塞需要越过死点,所以一般会用曲轴连接飞轮。
依靠飞轮的惯性使整个运动过程变得平稳。
▍看起来这么容易的斯特林发动机,为什么做起来这么难呢?网购平台上的玩具斯特林发动机很多。
但是一旦需要它有一定的功率输出,那么这个问题就来了。
因为热量是从外面透过气缸加热里面的气体,这就要求气缸热惯性非常小。