Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Initial design of the Stirling engine using 3D techniques

Filip Mieszko Buliński

Abstract

The aim of the work is to design a Stirling engine α type model using 3D techniques. The theoretical part discusses issues related to the history of construction, thermodynamic cycles used by the Stirling engine, its mode of operation (how does a Stirling engine work), types of Stirling engines, their use, as well as advantages and disadvantages of a Stirling engine. The design part begins with selected design calculations. Due to the small size of the Stirling engine model and the small forces occurring during the engine’s work, some calculations were omitted. The next step is choose the right materials and designating subassemblies that can be designed using 3D techniques, because some elements such as pistons, cylinders and the connecting tube couldn’t be printed in 3D due to their high-temperature nature of work. The remaining 75% of components used in the Stirling engine model were created using 3D printing. Glass syringes which are used as cylinders and pistons, forced to maintain the appropriate size of individual components. The next step is the modeling of all parts using the SolidWorks 2016 program. The work also presents the printing parameters of each component and the print visualization of selected parts using the UPStudio program. After printing the components and cleaning them from unnecessary ribbing, the engine was assembled and an attempt was made to run it, which completed successfully. Refining some elements and choosing a different material of the insulator and one of the component, has made it possible to improve the work of the Stirling engine model. The last part of the work, presents the role of the non-printed elements used in the model, the analysis results of applied changes and the possibilities of using a given model of the Stirling engine α type along with proposals for its further development.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Filip Mieszko Buliński (FACME) Filip Mieszko Buliński,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Wstępny projekt silnika Stirlinga z wykorzystaniem technik 3D
Supervisor
Zdzisław Chłopek (FACME/IV) Zdzisław Chłopek,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Maciej Tułodziecki (FACME/IV) Maciej Tułodziecki,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Automotive Engineering (FACME/IV)
Study subject / specialization
, Mechanika Pojazdów i Maszyn Roboczych
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
21-05-2019
Issue date (year)
2019
Internal identifier
SIMR; D-2114
Reviewers
Marcin Krzysztof Wojs (FACME/IV) Marcin Krzysztof Wojs,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Maciej Tułodziecki (FACME/IV) Maciej Tułodziecki,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
1. Silnik Stirlinga2. Typ alfa3. Druk 3D4. Modelowanie 3D
Keywords in English
1. Stirling engine2. Alfa type3. 3D printing4. 3D modeling
Abstract in Polish
Celem pracy jest zaprojektowanie modelu silnika Stirlinga typu α za pomocą technik 3D. W części teoretycznej omówiono zagadnienia związane z historią konstrukcji, obiegami termodynamicznymi wykorzystywanymi przy pracy silnika Stirlinga, sposób jego działania, typy silników Stirlinga, ich wykorzystanie oraz wady i zalety. Część projektową otwierają wybrane obliczenia projektowe. Z uwagi na nieduże rozmiary modelu silnika Stirlinga i małe siły w nim działające, część obliczeń została pominięta. Kolejnym etapem było dobranie odpowiednich materiałów i wyznaczenie podzespołów możliwych do zaprojektowania za pomocą technik 3D. Elementy takie tak tłoki, cylindry i przewód łączący je, nie mogły zostać wydrukowane z uwagi na ich wysokotemperaturowy charakter pracy. Pozostałe 75% podzespołów wykorzystanych w modelu silnika Stirlinga powstało za pomocą druku 3D. Dobrane tłoki i cylindry, których rolę pełnią szklane strzykawki, wymusiły zachowanie odpowiednich rozmiarów poszczególnych podzespołów. Kolejnym etapem pracy jest zamodelowanie wszystkich części w programie SolidWorks 2016. W pracy przedstawiono także parametry druku każdego podzespołu, oraz wizualizację druku wybranych części, za pomocą programu UPStudio. Po wydrukowaniu podzespołów oraz oczyszczeniu ich ze zbędnego użebrowania, silnik złożono i dokonano próby jego uruchomienia, która zakończyła się powodzeniem. Dopracowanie niektórych elementów oraz dobranie innego materiału podzespołu i izolatora pozwoliło usprawnić pracę modelu silnika Stirlinga. W ostatniej części pracy przedstawiono role elementów niedrukowanych wykorzystanych w modelu, wyniki analizy zastosowanych zmian oraz możliwości wykorzystania danego modelu silnika Stirlinga typu α wraz z propozycjami jego dalszego rozbudowania.
File
  • File: 1
    267436-Filip_Mieszko_Buliński-Wstępny_projekt_silnika_Stirlinga_z_wykorzystaniem_technik_3D.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 33974

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT2d90c1aaa45f43d3b65f17d9359e265f/
URN
urn:pw-repo:WUT2d90c1aaa45f43d3b65f17d9359e265f

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page