小型斯特林发动机不同外加热工况下运行的探索性实验

第 �� 卷 第 � 期 �《!∀# 年 � 月 太 ∃%&∃ 阳 能 学 报 ∋ (∋) 《∗+、∋ ,−+∃日】. ,/(/%∃ 0 123 �� , ( 1 3 � 4 5 5 3 , �6!7 # 文章编号 8 9�.: 双”场《�以犯 ∀ � 一 . .; 9< 小型斯特林发动机不同外加热工况下运行 的探索性实验 周俊虎 , 汪 洋 , 杨卫娟, 刘建忠, 王智化 , 岑可法 6浙江大学能源洁净利用国家重点实验室 , 杭州 = 《>理< 摘 要 8 该文就其微型化可能产生的一系列问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 , 如 8 输出频率过高 、产生转矩过小 、冷热端差过小等进行了分析 。 提出自由活塞式斯特林发动机比热声式更具微型化的优势。 并对一台长 �? ≅ 、直径 � 3 Α? ≅ 的小型活塞式斯特林发 动机进行了实验 。 实验中发动机热端温度范围以 一 Β�Β ℃ , 通过测量其外壁面温度和声信号随时间的变化 , 得到发 动机的稳定性和输出功率随外加热功率变化规律 。 该发动机的理论最高功率密度为 9� ΧΔ Ε耐 。 关键词 8 Φ∋ Φ,∗ 斯特林发动机 ∗ 微尺度 ∗ 热功转换 中图分类号 8 &玲执 Γ 3 文献标识码 8 ∃ 9 简 介 以燃烧将燃料化学能转化为热能并通过原动机 对外做功是最直接有效的能源利用方式 。 但在某些 场合6如野外作业 ∀ , 只能使用能量密度低 、工作时间 短的电池 〔‘7 。 微动力装置应用 Φ∋Φ Α技术将微燃烧 器和微原动机联用 ,为制造高效率 、高能量密度和长 工作 时 间的便 携 式能 源 提供 了 可 能 。 Φ仃 的 ∋ΗΑ Ι5 ϑΚΛ �口最早开始此方面 的研究并制造出微型涡轮 发动机 6厚 = 3 #Μ 、直径 � Μ ∀ , 其功率密度理论上是最好电池的 9 倍川 , 事实上微动力装置的能量转 化效率即使为 = Ν , 其功率密度也大于锉电池闭 。 现有具代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 性的微型原动机 6如 Φ仃 的微涡轮 发动机 ∀无整体运行的成功实验川 。 美国康涅狄格 州 4 一,&∃ ) 工程公司 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 设计二冲程微型内燃机图 尚未成功 。 Φ开 的 助ΚΟ 1Κ ∃ Π 等困设计的微型火箭 发动机得到 2( 的推力 。 加利福尼亚伯克利分校 ΘΡ Σ5 2Τϑ Κ 等川 设计的微汪克尔发动机产生 � 3 <Δ 的功 率 。 Υς ΩΚ Ξ %22Ρ址> 〕等圈设计的热离子发射发 电装置 获得大约 拼Ψ 电能 。 国立新加坡大学 ΖΩΚ Ξ Ψ Φ 等叫通过光电材料产生了 9 3 �� Δ 的电功 , 转化效率 为 9 3 ΒΒ Ν 。 对于该领域的研究表明 8 在一定尺度范 围内微燃烧器高效 、稳定运行可以实现 。 但微原动 机由于材料 、加工等原因难以有突破性进展 。 以上 提到的微原动机大多功率 、效率低甚至无法运转 。 斯特林发动机于 # Β 年由斯特林发明Ι网 , 其结 构简单 、热功转换效率高〔“〕的特点适合微型 化要 求 。 现有的斯特林发动机主要有 自由活塞式 , 热声 式 。 热声式多应用于制冷 , 相关研究较多 Λ” [。 本文 对斯特林发动机微型化可能产生的问题进行 了分 析 , 并对一台小型 自由活塞式斯特林发动机运行性 能进行了探索性实验 。 理论分析 热声斯特林发动机当尺寸减小时 , 根据流体阻 抗法所推导 的热声驱动器的谐振频率方程6 ∀ 〔” , 对 频率 、 向声容 0 作隐函数求导 , 结果恒为负 , 说明 发动机的工作频率由于声容的减小升高 , 不利于机 械功的收集和使用 。 ‘ , , �兀毗 、 ∴�“‘ 0 Γ Φ ΙΞ 6肖] ∀ ] 1 62∀ 式中[ 尹一缓冲器容积直接影响系统声容 ∗ ∃—谐振管的流通面积 ∗ 、—频率 ∗ Ω—声速 ∗ +—谐振管长 。 而自由活塞式发动机由于其飞轮 、活塞等机械 装置拥有较大的系统惯性可 以有效抑制频率升高 , 收稿日期 8 �仪⊥< 一9’< 一9. 基金项目 8 国家自然科学基金6.仅刃印=9 ∀ ∗高等学校博士学科点专项科研基金 6�‘>义刃== . �: ∀ 通讯作者 8 周俊虎 6 � Β �一 ∀ , 男 , 教授 、博士生导师 , 主要从事热能工程 、水煤浆燃烧理论与技术 、煤的高效低污染燃烧 、多相流动及电站锅 炉等方面的研究。 5Κ5_ ςΥς 1Ρ ⎯ α〕曲 。 3 Υ_Ρ 5ΟΡ 3 ?Κ . Β 太 阳 能 学 报 �� 卷 根据斯特林发动机共振频率公式 6�∀ 仁’: = 。 将其变形 得式 6=∀ 可见当 Σ 较小时 , Φ 与 Σ 成反比 , 得增大系 统惯性可降低频率 。 ϑ栅 Λ 2 一 5>Τ 6 �脱 ∀〕] 匆。Λ 5冲6一 ϑβΧ+ ∀ Γ 2」6� ∀ Σ 二 功 Ε Ω 式中 , Φ—谐振管一端安装的质量块质量 , 通过增加系统惯 性 降低共 振频 率 ∗ χ—谐 振管半 径 ∗+—管的长度 ∗,—工质在管中的长度 。 个漂 6Β ∀ 、 ] Λ攀丛缈昙黑」‘ � δ李∀ ‘ 2 一 % ε 吕φ乙 拄乙 Ε [ 、 托 _ 6= ∀ 斯特林发动机尺寸缩小也会影响到其输出压力 的强弱 。 根据线性热声公式6: ∀Λ ’.」, 在不改变工质和 端差的前提下 , 声容 %。 的减小会导致声压 Η 1Ρ ,较小 。 热声式和活塞式均有此问题 。 其中 , ! , 、母Χ—分别是振荡气体微团的最大位移和气体工质的热渗透深度 。 以上分析阐明了斯特林发动机在微型化中会出 现工作频率高 、输出压力小 、端差小等不 良后果 。 而 自由活塞式较热声式可以在一定程度上降低频率 、 改善端差 ,更适于微型化 。 因此本实验选用小型 自 由活塞式斯特林发动机作为实验对象 , 研究其工作 过程中的现象和特点 。 � 实验介绍 试验在不同的外热源加热功率工况下 , 对小型 斯特林发动机的整个工作过程中的壁面温度和声信 号变化进行了连续在线测量 。 实验系统如图 , 配 气活塞式斯特林发动机 , 主要部件有动力活塞 、配气 活塞 、气缸 、飞轮 、连杆 。 气缸直径 � 3 .= %≅ 、前段长 : 3 �. ? ≅ 、后段长 < 3 == 5 ≅ , 两段以法兰相连 。 工作原 理为 8 飞轮连轴系统的连杆穿过动力活塞与配气活 塞相连 , 当配气活塞驱赶工质在气缸后段冷热端间 移动时 ,动力活塞与之成 � 9 。相位差在气缸前段往复 运动 , 从而工质完成两个定容吸热过程和两个定温 膨胀过程的斯特林循环 。 ≅≅Η0 门25ΑΔ55Α5Α5Α[、产‘,卜口χ了3、γ9)Γ一今��一 !∀ #。 ∃ 。。 , % & ∋ ( 宁一 二 )又二 , ∗ + 一尸 ,− ‘ % . / ‘− 州 / 」 % 万 01 � / 。2 一两 诩‘。 34 + 式中 , 5 、、 5 67 ,和 7 ! 、 −6 7 8—分别表示加热前后压力幅值和体积流幅值 9 :—回热器热端与冷端温度之比 9 乙—工质常数 9 ∃ 。、 ; 。—声阻和等温声容 。热声式发动机内部工质连续分布 , 微型化同时 会降低冷热端差 。 根据线性热声理论的能量方程 3< += ’> 〕, 由于尺寸 ? 的降低 , 温度梯度会降低 , 可能 无法再建立冷热端差 , 导致效率低甚至无法做功 。 鲜 .≅ Α 、 一粤∃Β 〔, 。3 , 一一鉴车获 +〕‘ 以 ∋ 竹八 & 一 Χ 、 + 一 卫丛全些卫匕一— 、Δ Ε , 土 习Χ , 、 了 注2 上 月 2Φ?∀ 3 & 一 Γ� , + ΗΗ 一 Ι 一’ ””、Χ ϑ 一 ‘ ,Χ · , 一 、 ·Κ ·· 丁 一 , 0Χ 二 数数采系统统 尸尸ΔΔΔ三三ΛΛΛ一一一门 Μ 仄尸尸印印印印丽丽丽丽丽氏了了一一习 % Κ ‘匕匕二二 3 < + 式中 , 夕。 、 。。 、 ϑ 、 Γ�—分别为工质的平均密度 、温度 、定压比热容 、 比热比 、热导率和 Γ卿&≅ 8&数 9 Ι 和 人—分别为勃滞函数和热函数 9?—流道的流通面积 9 ? Ν /记和 ϑ、 !≅—分别为构成流道的固体的横截面积和热导率 9 (—取共扼复数 。而自由活塞式通过活塞带动工质运动增加其在 气缸中最大位移 Α & ,其较低的工作频率 二 也有助于 增加工质的热渗透深度 母、。 根据加热器的有效长 度公式 3> + 〔”」, 等效于延长冷热端之间的距离 , 可有 效克服冷热端差过小问题 。 Ο . Π 3 Ο & ∋ 占ϑ + 图 & 斯特林发动机实验系统图 Θ! ) / Η Χ ΡΒ Β Α &Α 三�!&1 Β 1! Σ; ΡΒ &1Τ8 ! Β 6 8Ρ Β Σ8 !!&! 1 ) Β吧1 Β 气缸后段外壁面贴有 < 对热电偶 , 标号 ? 、 Λ 、# 、 Υ 、ς 。 各热电偶距离气缸中心法兰的距离如表 Η 。 ? 点与 Λ 点轴对称 , 取两点温度平均值表示热端温度 以减少温度分布不均导致的测量误差 。 ? 点稳定较 快直接采用人工测量 , 其余 4 点使用在线测量 。 由 于小型斯特林发动机出力过小 , 增加机械功测量装 置会增加系统的不稳定 , 因此测量声信号 以分析其 转动频率和输出变化 。 实验系统采用数据采集设备 帅Ω4 ΞΨ ΖΤ 进行采集模拟温度信号 , 采样频率为 0[∴ 。 使用声音采集卡通过麦克风采集声信号 , 采集频率 � 期 周俊虎等 8小型斯特林发动机不同外加热工况下运行的探索性实验 . < 为 Β 9 99 η Υ , 位数为 # 位 。 表 热电偶 ∃ , ι , % , 4 , ∋ 与气缸中心法兰的距离 口γΩ 2〕25 卜5 Οϑ ΑΙΩ 22? 5 −γ Ις 5χΚ 2Ω 2 5 1 Ρ Η25 ∃ , ι , % , 4 , ∋ 的≅ γ2 Ω 22Ξ 5 ϑΚ Ις5 而 ΟΟϑ 5 −γ Ις5 5 ⊥2ϑΚΟ 5χ 热电偶 位置 ΕΜ ∃ Β 3 9 # ι Β 3 9# % : 3 <9 4 = 3 .� ∋ � 3 : � 现有对热声发动机的实验结果提供了指导 。 活 塞式发动机的输出压力低和机械死点等问题导致起 振困难 。 根据孙大明〔“〕等的实验结果 8外加扰动可 促进起振 。 采用电动机带动活塞运动产生外加扰 动 。 起振时由于静摩擦力很大会造成电动机停转 , 需要人工推动一下飞轮以克服静摩擦力 。 实验过程为 8首先调节外热源与斯特林发动机 气缸热端之 间距离并开始加热 , 同时每隔 9 . 启动 小型电动机施加外加扰动起振 。 当热端温度达到工 作温度后起振成功 。 之后外热源继续加热直至功率 输出达到最大 。 最后将外热源撤除 , 待其 自然冷却 直至停止运转 。 运转过程中电动机持续运转以提供 辅助动力 。 对发动机不同外部加热功率下的 . 种工况进行 了试验 , 如表 � 。 对各个工况使用 ∃ 、 ι 点的最高平 均温度作为特征温度进行区分 , 加热功率通过每一 运行周期内部工质吸热量计算得到 。 表 � 各工况 ∃ , ι 点的平均值 &Ω2 〕25 � χΚ祀 Ω Τ5 2习Ξ 5 Ι5 22甲5 χΩ ΙΡχ5 1γ ∃ , ι ϑΚ Οϑγγϑ 汀 5 Κ Ι 5 ΩΑ 5 Α 工况 ∃ 、ι 均温 Ε ℃ 输人热功率ΕΨ Β: 9 3 :� � �= 3 == = #� � 3 �< : =�< . 3 �: . .: . < 3 =Β Β Β� Β # 3 .� 子图 ∀。 � 9< . 时温度上升至 ��Β ℃ , 发动机达到稳定 最大输出 。 �=< . 时撤除外热源 。 =�: . 时温度降至 =< ℃ ,发动机停转 。 平稳运转过程中气缸上壁面平 均温度梯度约为 .. ℃ Ε? ≅ , ι 、 % 间温度梯度为 �9 ℃ Ε χ≅ , 而 % 、 4 间为 �# ℃ Ε? ≅ , 可见活塞式增加工质最大 位移有助于将高温集中在热端从而维持端差 。 � <. 时温度曲线上有一台阶为 ��: ℃ , 此时持续加热但外 壁面温度没有上升 。 分析认为 8 可能由于系统从电 动机出力为主过渡到发动机出力为主导致 。 稳定 , 一 “玉’ ‘一它 少少少预热 尸25Α3+33,5Α卜25Α‘+3,9Κε9Κε9 −气一9心[−伟_�� [233 护入卜 一 ” 3 丁诀 停机 9 9 9 � 99 =9 9 : 9 9 ΙΕ Α Ω3 工况 Β 稳定 台阶 φ 冷却 预 热 Β9:9�999 4疾 亘 9 #9Β9:9�9沪卜卜 9 9 � 99 = 99 : 9 9 . 9 9 ΙΕ Α ϕ 3 工况 : 护 . 9 食 预热 = 实验现象和讨论 选取较有代表性的工况 、: 、 Β 运转过程气缸外 壁面温度分析 ,如图 � 。 6描述中温度如不加说明均 为 ι 点温度 , 时间如不加说明均以 9 . 为起点 。 ∀ 图 β Ω 显示工况 Β 的温度曲线 。 :Β . 时温度为 �= ℃ ,成功起振 。 起振时温度曲线有短暂的停留 6如 9 3 9 � 9 9 9 : 9 9 ,9 Β 96∀ 3 9 2 Ε Α ? 3 工况 图 � 工况 、: 、Β 工作过程中气缸外壁面 ι , % , 4 , ∋ 测点的温度时间曲线 ΘϑΞ 3 � &ς 5 Ι5 2Κ Η5 23 Ω Ι+ϑχ 5 Τ Α Ιϑ≅ 5 Η χ司∗25 1 γ ι , % , 4 , ∋ 1Κ Ις5 ?Τ2 ϑΚ Ο 5 χ 5 >Ι5 χΚ Ω2 Δ田κ ϑΚ 5 ΩΑ 5 2 , : , Β . # �� 卷 图 βϕ 显示工况 : 的温度曲线 。 =� . 时温度为 =. ℃ , 起振成功 。 由于工况 Β 的升温速率较快 , 在起 振间隔内已经经过 了最低起振温度 , 因此工况 Β 起 振温度远高于工况 : 。 稳定时气缸上壁面温度梯度 降为 �= ℃ Ε ? ≅ 。 平稳运转的 �= . 内 , 温度曲线有幅 度约 Κ ℃的抖动 , 说明降低加热功率给稳定性带来 了不 良影响 。 图 �? 显示工况 的温度曲线 。 其温度极值为 Β� ℃和工况 : 相 比理论上超过启振最低温度 , 但运 行很不稳定 ,持续运转时间低于 . . , 需要多次重复起 振 。 分析认为 8低热量输人时 , 工质携带能量较低 。 工质移动膨胀过程中 , 对外作功和散热使其温度急 剧下降 , 导致输出压力下降低于临界值造成停机 。 温度抖动明显 , 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 了发动机多次启停的过程 。 根据伍继浩等〔‘, 〕的实验结果 8外热源热功率输 人上升可降低起振到稳定的延时 。 活塞式斯特林发 动机起振前后声信号亦显示高外加热功率有利于起 振快速稳定 。 声信号电平经调理 、∃Ε 4 转化 、放大后 映射在 。一 �. . 区间 , 用于分析频率变化与幅值相对 变化 。 由于测量结果信噪比较低 , 采用带通滤波处 理 。 图 = Ω 显示工况 Β 起振声信号 , 起振前后有明显 的声强变化边界 。 起振前声强约 .9 ,起振后上升为 �= 9 , 幅值增长近 = 倍 。 声信号幅值跃升说明起振后 发动机输出上升和起振的低延时 。 图 = ϕ 显示工况 Β 起振频谱曲线 。 在频谱曲线 的低频部份可以看到有两个较明显的独立基率 。 较 小峰值表示起振前运转速度 , 频率为 �= 3 : ηΥ 。 较大 峰值为起振后运转速度 , 频率为 : 3 ΒηΥ 。 起振前后 频率明显变化同样证明高外加热功率对于降低起振 延时的作用 。 图 =? 显示工况 Β 稳定运转声信号 , 频率为 Β 3 /ηΥ 。 可见到幅值有周期性的涨落现象 , 涨落幅 度约在最高幅值的 :Β Ν , 拍频约为 βηβ 。 分析认为 8 可能由于整个设备台架的振动频率作为干扰被记 录 。 图 : Ω 显示工况 : 起振声信号 。 起振成功后 , 声 信号由振幅大小不等的波形组成 , 显示起振后系统 输出的不稳定性 。 分析认为 8 起振前气鱼α冲能流形式为工质热传导 , 起振后由热声流和热传导共同构 成 , 能流密度的上升导致热端温度产生波动 , 造成对 � . 9 Θ / � 9 9 卜 ∀ δα 烈 . 9 + 】 3 八 γ 2δ6 日 2∀ 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 氏 卜一: 月袅裂叨详车: 丰目: 车件 目 丫 9 9 卜 Λ Τ [ /曰 2 δδ 、δ 门, 【2 卜δ . 9 卜 2κ δ6 、δ “κ 二 启振κ9 39 9 3 � 9 : 9 3ΒΙΕ Α 9 名 3 9 Ω3 起振声信号 κ δκ ,奋 22 一一龟赢一Τ巩呱呱转转动频率率 ⋯⋯⋯⋯ ///κκκ箱军诩口燕燕 ϕ3 起振频谱 .999.999.9�� 9 月Δ5 极牟烈λ只 ? 3稳定运行声信号 图 = 工况 Β 启动 , 运转的归一化声信号曲线 , 频谱曲线 Θϑ Ξ 3 = &ς 5 Μ Ω2ϑ Υ5 Ο Ω? 1 22ΑΙϑ? Ηχ1 γϑ 25 ΩΚ Ο 加μ Ρ 5Κ? ⊥ ΑΗ5 ? ΙΚ Ρ 221γ ΑΙ田优 , χΡΚ ΑΙ 5Ω Οϑ』⊥ Η联5 ΑΑ ϑΚ 5ΩΑ 5 Β 外输出不稳定 。 图 : ϕ 显示工况 : 起振频谱图线 。 难以分辨启振前后转速变化 。 图 : % 显示工况 : 稳 定运行声信号 , 运转频率为 : 3 ΒηΥ , 略低于工况 Β 。 由于输出功率下降使实验台架振动下降 , 拍平的影 响变弱 。 对外壁面温度和声信号分析认为 8 提高外加热 功率可以降低起振的延迟 、促进系统稳定性并增加 输出。 但如单纯增加外加热功率以提升输出则效果 有限 。 以下对不同工况下输出声强进行比较以说 明。 � 期 周俊虎等 8小型斯特林发动机不同外加热工况下运行的探索性实验 . � � � 39 � # # � # : 启振 .999.999.9� 9内乙百, 3 票极牟λ粤 9 3 � 9 3 : 9 Β ΙΕ Α Ω3 起振声信号 9名 3 9 9 96∀ � 99 =6!∀ : 9 9 .9 9 Β 9 9 <9 9 �丫℃ Ω3 斯特林发动机热端温度与声强输出曲线 :门、� ‘瞬、书潺哥俘积刮 � 96∀ = 9 9 : 9 9 . 9 9 Β 9 9 < 9 9 ϕ3 起振狈借 �< ℃ϕ 3斯特林发动机外热端温度与理论功率输出曲线 ? 3 稳定运行声信号 图 : 工况 : 启动 , 运转的归一化声信号曲线 , 频谱曲线 ΘϑΞ 3 : &ς 5 Κ 1 Κ 22Ω 2ϑΥ5 Ο Ω? 1Ρ ΑΙϑ5 Ηχ1 γϑ25 ΩΚ Ο 玩明5 Κ 5⊥ 锣? ΙΚ 2222 、 ]告ν 6, 云∀ 6< ∀ 由声功流密度公式6<∀ Λ�9_ ,声强和共扼流速的复 数乘积实部等于发动机的输出功率 。 实验测量显示 运转频率集中在 Β 3 η Υ , 认为其近似恒定 , 则系统 输出功率与声强成正比 。 各工况声强均方根曲线如 图 Α Ω 。 当热端温度在 Β. 一 �9 ℃ 区域间 , 声强温升比 为 � 3 9� > 9 一 , ℃ 一 ’。 在 �9 Μ Β �Β ℃范围间 , 声强温 升比仅为 . 3 #= > 9 一 : ℃ 一 ’ , 比上 一阶段大幅下降 。 因此提高外加热功率输人以增大功率输出有局 限 性 。 图 . 斯特林发动机各工况输出曲线 Θϑ Ξ 3 . &ς 5 ΑΙϑχ2 ϑΚΞ 5吧Κ 5 1 Ρ ΙΠΡΙ Η χ1 月25 ϑΚ Ο ϑ压三χ5 Κ Ι 5, 对斯特林发动机的输入 、输出功率进行理论计 算 。 由于发动机的吸热 、作功过程完全由其内部空 气在冷热端间等容与等温过 程完成 , 因此通过计算 其一个周期内热端的吸热过程求得输人热功率 , 并 由斯特林循环热效率公式 , ] 一 入 Ε & 。 求得其输 出功率 。 由于空气本身的质量很小 , 其吸热过程伴随活 塞推动作用使内部气体可以较快达到热平衡 , 使用 集总参数法近似计算其吸热量 。 工况 Β 内部空气体 积 � 3 Α≅+ , 每一运行周期 9 3 9Β . , 吸热量 9 3 .= ∀ , 输人 功率 # 3 .� Δ 。 使用斯特林循环理论效率乘以输人功 率得到理论输出功率为 . 3 Β� Ψ 。 其余各工况热端温 度与输出功率曲线见图 .ϕ , 曲线显示当热端温度由 Β: ℃升至 Β�Β ℃ , 理论输出功率 由 9 3 9. Ψ 上升至 . 3 Β. Ψ , 而实际 由于冷端温度的上升和外壁面散热 的原因 , 实际输出功率将有所减小 。 该发动机的理 论最高功率密度为 9�Χ ΔΕ 耐 。 : 结 论 小型 自由式活塞式斯特林发动机实验结果显 .999.999.9��3 33[/ 票框牟 里 1γ ΑΙΩ χΙ , χΡΚ ΑΙ5 ΩΟ ϑ2⊥ Ηχ仪85 ΑΑ ϑΚ 5 ΩΑ 5 : .� 9 � � 卷 示 8高外加热功率输人有助 于快速起振 , 高功率输 出 。 当发 动机 的热 端 温 度 为 Β�Β ℃ , 转 动 频率 Β 3 /ηβ , 加热到起振耗时 :Β . , 撤除热源到停机耗时 # < . 。 发动机输出功率随外加热功率提升而上升 , 声 强温升比却随之下降 。 热端温度在 Β. 一 � 9℃ , 声强 温升比为 � 3 9� > 9 一 ’℃ 一 ‘ , 在 �9 一 Β�Β ℃声强温升 比降至 . 3 #= > 9 一 : ℃ 一 ’ 。 因此提高外加热功率以提 升功率输出有局限性 。 通过对发动机运行过程中温度的测量 , 计算得 到了其实际输人功率 , 并计算得到理论输出功率 。 结果显示当热端温度由 Β: ℃ 升至 Β � Β℃ , 理论输出 功率由 9 3 9. Ψ 上升至 . 3 Β. Ψ 。 该发动机的理论最高 功率密度为 9� Χ Δ Ε耐 。 实验中采用的发动机尺寸距离微型还有一定距 离 ,并且其功率密度比已有的微型原动机较低 。 实 验结果为进一步微型化提供了改进方向 8采用 内部 高压环境提升工质单位体积热容以增大输出功率 ∗ 使用油膜密封润滑减少高压漏气和摩擦 。 致 谢 8感谢浙江大学低温工程研究所陈国邦 、邱利民教授 、 孙大明老师提供的意见与帮助 。 〔参考文献 7 Λ 27 βς Ω 22Ξ Ζ , Υ ς1 Ρ [, ⊥ Ω 22Ξ Ψ , 5Ι Ω2 3 ∋ /玉三? ΙΑ 1γ 场Οχ1 Ξ5 Κ ΩΟ Οϑ Ι; ϑ1 Κ 。Κ ≅5 Ρ2 Ω225 ? Ω ΙΩ 2⊥Ιϑ。 ? 1 ≅ ϕΡ ΑΙϑ1Κ ϑΚ Ω 而5 χ1 Ι血 Λ[」3 玩5χ ; Κ ΩΙ ϑ1 22巨 [1ΡχΚ Ω2 1γ η ⊥击。Ξ 5 Κ ∋ Κ 5卿 , �6>〕< , =� 6� ∀ 8 � #Β一 � �= 3 ∋ Η ΑΙ5 ϑΚ ∃ η , ,5 22ΙΡ 2ϑΩ . 4 3 珑? χ1 5吧Κ5 5χϑ ΚΞ 8 Μ 。 /洲〕Δ 5 χγχ1 222 而5 χ1 ≅ Ω? ςϑ Κ5 Δ Λ[7 3 ,? ϑ5Κ? 5 , �� < , � 一 � . 3 玩5 % η , [ϑΩΚ Ξ Σ % , [ϑΚ Π , 5Ι Ω2 3 4 5 Αϑ罗 ΩΚ Ο γΩ 2州 5 ΩΙ ϑ1 Κ 1γ Ω 而5 χ1 叭χΩ 22Χ52 5 Κ Ξϑ Κ 。 Ρ Αϑ吧 毗ΦΑ Ι55俪 9 盯 Λ[〕3 Φϑ5。 ; 52 55加Κϑ 5 ∋ΚΞϑ Κ 5 5 χϑ吧 , �6!抖 , 6<= 一 <: ∀ 8 . �� 一; .=: 3 ,ΚΤ 赫 ο [, ε ≅ [ ) , ηΡ ΩΚΞ % Σ , 5Ι Ω+ , ς 竺Κ 221 5 2Μ 5 而 ;5 χ1 Ο 5 Τ ϑ5 5 γΩϕ χϑ 5 ΩΙ 5Ο 场 Ω Φ ∋Φ,; 2ϑΧ5 52 55魄ς5而5 Ω2 卿5 5Α Α仁[7 3 (ΩΙ Ρχ5 Φ ΩΙ 5χϑ Ω2 Α π 45 Αϑ即 , �99 = , � 6. ∀ 8 .� #一. = 3 胡宇群 3 微型飞行器中的若干动力学问题研究 Λ4 〕3 南 京 8 南京航空航天大学 , �6!∀ � 3 助侧」。Κ ∃ Π , ∃ ⊥1 Κ ∃ ∃ , ∋ Η ΑΙ 5ϑ Κ ∃ η , 5Ι Ω2 3 Φ ϑ? 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