A novel compact steam engine design could be used to replace current combustion engines in the rapidly changing world of renewable energy. Especially with the increased research into alternative fuels such as hydrogen fuel cells and methane, which would vastly improve the efficiency of a steam engine. The thesis focuses on a rotating valve chamber, which is made up of an actuating mechanism, a sealing mechanism, a rotating valve, and its housing. The modern steam engine cannot operate on conventional oil lubrication because it would degrade and clog the steam engine’s micro tubes, making it even more complex due to the rise of tribological issues. As a result, the most difficult challenge is selecting compatible materials for the components in this chamber, which is also subjected to temperatures of 450 degrees Celsius and pressures of up to 25 MPa. In order for the shaft to translate and rotate at the same time, an actuating mechanism was required. Finally, a sealing solution that can withstand the harsh conditions. As a result, a material research followed by material testing using a test rig yielded comparable results across a laser microscope. Furthermore, the actuating mechanism was designed in Solid edge, and structural analysis was conducted in Ansys that was used to validate the optimizations. For ease of understanding, the final design was 3D printed. / En ny kompakt ångmotordesign kan användas för att ersätta nuvarande förbränningsmotorer i den föränderliga energins snabbt föränderliga värld. Särskilt med den ökade forskningen om alternativa bränslen som vätebränsleceller och metan, vilket skulle förbättra effektiviteten hos en ångmotor. Avhandlingen fokuserar på en roterande ventilkammare, som består av en manövreringsmekanism, en tätningsmekanism, en roterande ventil och dess hus. Den moderna ångmotorn kan inte fungera med konventionell oljesmörjning eftersom den skulle försämra och täppa till ångmaskinens mikrorör, vilket gör den ännu mer komplex på grund av uppkomsten av tribologiska problem. Som ett resultat är den svåraste utmaningen att välja kompatibla material för komponenterna i denna kammare, som också utsätts för temperaturer på 450 grader Celsius och tryck på upp till 25 MPa. För att axeln skulle översättas och rotera samtidigt krävdes en manövreringsmekanism. Slutligen en tätningslösning som tål de hårda förhållandena. Som ett resultat gav en materialforskning följt av materialtestning med en testrigg jämförbara resultat över ett lasermikroskop. Vidare utformades manövreringsmekanismen i Solidedge, och strukturanalys utfördes i Ansys som användes för att validera optimeringarna. För att underlätta förståelsen var den slutliga designen 3D tryckt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-302443 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Rajeev, Gautam, Thirunavukkarasu, Dinesh |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2021:513 |
Page generated in 0.0023 seconds