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研究生:林榮斌
研究生(外文):Jung-Pin Lin
論文名稱:貝它型史特靈引擎加熱端之熱流分析
論文名稱(外文):Thermal Analysis of Heating End in a Beta-type Stirling Engine
指導教授:魏哲弘
指導教授(外文):Chehung Wei
學位類別:碩士
校院名稱:大同大學
系所名稱:機械工程學系(所)
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:史特靈引擎
外文關鍵詞:stirling engine
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本研究主要是針對低溫β型史特靈引擎的加熱端和本體進行設計製造並配合數值分析進行研究;數值分析部份分析了四種模型,分別為加熱端底厚變化的影響,加熱端鰭片排列位置變化的影響,加熱端鰭片形狀的影響,加熱端熱源大小的影響等這四項變數。數值分析是使用FLUENT的ICEPAK做靜態分析,觀察其流場、速度場、熱流率,從中觀察不同的加熱端流場、速度場、熱流率的變化,並針對上述三種模型的加熱端做速度場切面,觀察其速度場分布的情形。並設計製作一台β型低溫史特靈引擎和製作4種底厚(1mm、1.5㎜、2㎜、2.5㎜)及1種底厚1mm並且有柱狀鳍片形式的加熱端;將這5種形式的加熱端做史特靈引擎性能測試,比較5種形式的差異。
Design, manufacture and analysis of the β type stirling engine and heated end are of major concerns in this study. Data analysis including four variables of model: the influence of different heated end thickness, the influence of different position of heated end fin, the influence of different shape of heated end fin, and the influence of different heat source of heated end.
The study conducted by ICEPAK of FLUENT shows the Static Analysis of flow field, velocity field, and heat flowing rate, and observation of different heated end flow field, velocity field, and heat flowing rate. The analysis of velocity is based on the velocity field cut of the above three model. Designing and manufacturing one β type Cryogenic stirling engine. The Cryogenic stirling engine is operated with five different thick, and types of the heated end which is 1mm, 1.5mm, 2mm, 2.5mm, and 1mm with pin-fin. Test and compare stirling engine with five types of heated end.
中文摘要Ⅰ
英文摘要Ⅱ
誌謝Ⅲ
目錄Ⅵ
表目錄Ⅶ
圖目錄Ⅷ
符號說明Ⅻ
第一章 緒論
1-1研究背景與動機01
1-2史特靈引擎的發展歷史02
1-3史特靈引擎的優點04
1-4史特靈循環06
1-4-1理想史特靈循環06
1-4-2史特靈引擎的種類08
1-4-3史特靈引擎工作原理11
1-5 史特靈引擎發展的阻礙14
1-6 研究目的15
第二章 史特靈引擎的設計17
2-1史特靈引擎機構設計17
2-1-1 主要結構件的設計重點17
2-1-2 重要零件的材料選擇20
2-2配氣活塞連桿和動力活塞連桿的運動21
2-3加熱端的類型 22
第三章 熱流模擬分析與模型測試 26
3-1模擬軟體簡介26
3-2 理論模式30
3-2-1 統御方程式30
3-2-1模擬環境設定32
3-3 引擎實體模型測試32
3-3-1 實驗設備32
3-3-2 實驗步驟38
第四章 結果與討論45
4-1熱流模擬結果分析45
4-1-1加熱端厚度的影響46
4-1-2鰭片排列方式的影響56
4-1-3鰭片形狀的影響62
4-1-4鰭片對加熱端流場的影響67
4-2實驗結果分析76
第五章 結論與建議83
5-1結論83
5-2建議未來研究方向84
參考文獻85
參考文獻
[1]G. Walker, Stirling Enginess, 1993, Ross Experimental.

[2]C.M. Hargreaves, The Philips Striling Engine, Chap.4, 1991, Elsevier, New York.

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[7]許智倫,雙缸史特靈引擎之系統動態模擬,台灣大學機械研究所碩士論文,台北,民國84年。

[8]劉志豪,整合熱流與機構動態分析之電腦補助軟體於史特靈引擎分析設計,
大同大學機械研究所論文,台北,民國92年。

[9]施長江,史特靈引擎菱形驅動結構之機構設計與熱流分析,大同大學機械研究所論文,台北,民國92年。

[10]林育煌,使用菱形驅動機構之同軸史特靈引擎研究,大同大學機械研究所論文,台北,民國94年。

[11]Fluent Inc.,Fluent 6.1 User's Guide,2003.

[12] Icepak handbook, 2006.
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