郭景宗臺灣大學：機械工程學研究所徐志傑Hsu, Chih-ChiehChih-ChiehHsu2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61380在這篇論文 堙A設計製造出一具小型分置式史特靈引擎。使用空氣作為工作流體，填充壓力為一個大氣壓力，利用瓦斯燃燒爐為其熱源來測試這具引擎的性能。這具史特靈引擎的性能以不同的瓦斯流量作為熱輸入，以測量各種轉速下引擎的轉矩、軸功。 結果顯示小型分置式引擎在最高瓦斯流量0.214g/sec的實際熱輸入下，引擎在每分鐘100.75轉時可產生的最高扭矩為0.825N.m，在208轉時產生的最高軸功為15.74W。減少機械摩擦損失、加強密封設計是提升引擎性能的重要關鍵。In this paper, a small gamma type Stirling engine is designed and constructed. The engine performance is tested with air at atmospheric pressure by using a fuel gas burner as a heat source. The engine is tested with various fuel gas flows to be heat inputs. Variations of engine torque, shaft power at various fuel gas flows with engine speed are presented. The results indicate that, for a small gamma type Stirling engine, at a maximum fuel gas flow of 0.214g/sec, the engine produces a maximum torque of 0.825N.m at 100.75rpm, a maximum shaft power of 15.74W at 208rpm. The important key to promote the engine performance is to reduce the mechanical friction loss and strengthen the seal design.摘要…………………………………………………………………I 英文摘要……………………………………………………………II 目錄…………………………………………………………………III 表目錄………………………………………………………………VI 圖目錄………………………………………………………………VII 符號說明……………………………………………………………IX 第一章 緒論………………………………………………………1 1-1 前言……………………………………………………………1 1-2 史特靈引擎的發展……………………………………………1 1-3 史特靈引擎的分類……………………………………………3 1-3.1 雙活塞式史特靈引擎………………………………………4 1-3.2 整體式史特靈引擎…………………………………………4 1-3.3 分置式史特靈引擎…………………………………………5 1-4 研究動機………………………………………………………6 1-5 文獻回顧………………………………………………………7 1-5.1 史特靈引擎用於生質物氣化發電技術……………………7 1-5.2 史特靈引擎實驗設計………………………………………8 1-5.3 數值模擬方法………………………………………………10 1-6 研究目的………………………………………………………11 1-7 本文架構………………………………………………………11 第二章 理論分析…………………………………………………12 2-1 史特靈引擎的運轉行程………………………………………12 2-1.1 ， 之情況…………………………………………………12 2-1.2 ， 之情況…………………………………………………13 2-1.3 ， 之情況…………………………………………………14 2-1.4 ， 之情況…………………………………………………14 2-2 各控制體積的熱力分析………………………………………15 2-2.1 質量守恆方程式……………………………………………15 2-2.2 能量守恆方程式……………………………………………16 2-2.3 各區域的體積函數之決定…………………………………16 2-2.4 無因次方程組………………………………………………16 2-3 數值模擬及參數………………………………………………17 第三章 實驗設備與步驟…………………………………………19 3-1 引擎本體及週邊設備…………………………………………19 3-1.1 引擎本體……………………………………………………21 3-1.2 加熱裝置……………………………………………………25 3-2 量測與分析設備………………………………………………26 3-2.1 溫度量測系統………………………………………………26 3-2.2 壓力量測設備………………………………………………26 3-2.3 功率量測設備………………………………………………27 3-2.4 重量量測設備………………………………………………29 3-2.4 測量儀器與數據量測處理…………………………………29 3-3 實驗步驟………………………………………………………30 第四章 實驗結果與討論…………………………………………32 4-1 實驗結果………………………………………………………32 4-1.1 瓦斯流量實驗之結果………………………………………32 4-1.2 摩擦損失實驗之結果………………………………………40 4-2 結果分析討論…………………………………………………41 4-2.1 瓦斯流量實驗結果分析討論………………………………41 4-2.2 摩擦損失之結果與討論……………………………………45 4-2.3 指示功率之結果與討論……………………………………47 4-3 實驗加工製造歷程……………………………………………50 4-3.1 第一階段修改………………………………………………50 4-3.2 第二階段修改………………………………………………50 4-3.3 第三階段修改………………………………………………51 4-3.4 各階段修改的綜合討論……………………………………52 第五章 結論與建議………………………………………………54 5-1 結論……………………………………………………………54 5-2 建議……………………………………………………………56 參考文獻 ……………………………………………………………704363316 bytesapplication/pdfen-US史特靈引擎製造加工性能測試摩擦損失金屬磨耗Stirling enginedesign and manufactureperformance testfriction lossmetal abrasionthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61380/1/ntu-96-R92522618-1.pdf