ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химически реагирующие рабочие тела из "Двигатели Стирлинга " Введение. Повышение удельной мощности двигателей Стирлинга может быть также достигнуто применением химически реагирующего рабочего тела, рассматриваемого как конденсируемый диссоциирующий газ. Он может использоваться как однокомпонентное рабочее тело, а также в комбинации с другими инертными теплоносителями. [c.154] Эффективность применения диссоциирующего газа аналогична эффективности использования двухфазного, двухкомпонентного рабочего тела, рассмотренного выше. При низкой температуре цикла химически реагирующее рабочее тело — жидкость, превращающаяся в пар при повышении температуры. При более высоких температурах пар или газ диссоциируют на менее сложные молекулы или на отдельные химические элементы. В происходящих при этом эндотермических или экзотермических реакциях возможно изменение числа молей. [c.154] Скорости обеих реакций велики, и равновесные состояния при всех температурах наступают достаточно быстро. Происходящая в дальнейшем реакция диссоциации окиси азота N0 имеет небольшую скорость этой реакцией можно пренебречь. [c.154] Интерес к четырехокиси азота объясняется тем, что ее реакция диссоциации эндотермическая, протекает с большой скоростью и сопровождается увеличением числа молей, обусловленного химическим равновесием, сдвинутым вправо. Это приводит к увеличению удельной теплоемкости рабочего тела и способствует приближению процесса расширения к изотермическому. Большое значение имеет и то обстоятельство, что реакция Ка04 достаточно хорошо изучена и для нее составлены таблицы теплофизических свойств [194 и 195]. [c.154] Четырехокись азота считается высококоррозионно-активным и токсичным веществом и в целом малопригодна для использования в двигателях Стирлинга. В теоретическом плане с точки зрения эффекта изменения числа молей такой подход не имеет значения. Однако в реальных двигателях и при лабораторных исследованиях необходимо учитывать все факторы. [c.155] Результаты исследований приведены на рис. 6.15. Коэффициент соотношения масс = rnjm , где и — соответствующие массы частично химически реагирующего рабочего тела и инертного газа. Полученные зависимости легко сравнимы с аналогичными кривыми для двухфазного двухкомпонентного рабочего тела (см. рис. 6.9), так как они даны в одних и тех же координатах. [c.155] Рабочие диаграммы и отнощения работ в зависимости от коэффициента соотношения масс приведены на рис. 6.16 и 6.17. Эти диаграммы могут быть легко сравнимы с соответствующими зависимостями, представленными на рис. 6.7 и 6.8 для смешанного двухфазного двухкомпонентного рабочего тела. [c.155] Основной вывод, полученный из этих ограниченных и идеализированных исследований, состоит в том, что химически реагирующие рабочие тела не имеют значительных преимуществ по сравнению с более простыми двухфазными двухкомпонентными рабочими телами. Однако нельзя не придавать значения этой идее и делать окончательные выводы на основании недостаточно глубоких исследований. Поэтому другие исследователи продолжают эти работы. [c.155] В ПОЛОСТИ сжатия и парообразного с возможной диссоциацией в полости расширения. Так, в регенеративном двигателе с изотопным источником, разработанным фирмой Термо-электрон для системы искусственное сердце , в качестве рабочего тела была использована вода. [c.157] Рассмотрению характеристик теоретического цикла Стирлинга с четырехокисью азота посвящены две аналогичные работы [192 и 386]. Из работы [386] следует, что при использовании химически реагирующего рабочего тела удельная мощность двигателя значительно возрастает, а КПД, зависящий от отношений давления и эффективности регенератора, уменьшается. С другой стороны, в работе [192] показано, что использование диссоциирующего газа в идеальном цикле Стирлинга приводит к увеличению его КПД — с 13 % для недиссоциирующего газа до 24 % с диссоциирующим. [c.157] Причина такого расхождения проста и объясняется различными предположениями и допущениями, принятыми авторами этих работ в идеальном цикле Стирлинга. В простейшем идеализированном цикле Стирлинга (как и в любом другом термодинамическом цикле с подводом и отводом теплоты при постоянных температурах) термический КПД должен быть равен КПД цикла Карно вне зависимости от вида рабочего тела. [c.157] Следовательно, применение ЭВМ, с одной стороны, и использование более сложных методик, с другой — позволяют сделать заключение, что интересные исследования в области использования сложных рабочих тел еще впереди. Кроме того, необходимо также проводить и фундаментальные экспериментальные работы. [c.157] Вернуться к основной статье