ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Двигатели Стирлинга, использующие воздух как рабочее тело из "Двигатели Стирлинга " Изложенный выше материал относится к двигателям Стирлинга, использующим для достижения высоких КПД и удельной мощности в качестве рабочих тел водород или гелий под большим давлением. В настоящее время представляет значительный интерес и совершенно другой класс двигателей Стирлинга, а именно — небольшие, мощностью менее 1 кВт, тепловые двигатели, которые могут найти применение в качестве разнообразных источников энергии. Надежность для таких машин является более важной характеристикой, чем их удельная мощность. Достижение эффективного КПД таких двигателей, примерно равного 20 %, не является в данном случае проблемой следует отметить, что у термоэлектрического генератора коэффициент преобразования в 2 (и более) раза меньше. [c.177] Несомненно, что наиболее удачные конструкции двигателей Стирлинга, работающие на воздухе, были созданы фирмой Филипс на первой стадии ее работы над такими двигателями. Более подробно об этом изложено в гл., 10. Один из удачно сконструированных воздушных двигателей (рис. 10.1) был соединен с электрическим генератором в единый блок (рис. 7.18). Первоначально было выпущено несколько сот таких блоков, но из-за отсутствия рынка сбыта их дальнейшее производство было прекращено, а последующие работы были сконцентрированы на разработках двигателей большой мощности. Большинство этих двигателей было передано в учебные заведения стран Европы, однако рабочие характеристики никогда не были опубликованы ни фирмой Филипс , ни организациями, которые работали с этими двигателями. [c.178] Для Проведения испытаний двигатель был установлен на стенд (рис. 7.20). Выходную мощность измеряли динамометром расход воздуха и топлива (сжиженный газообразный нефтепродукт) замеряли расходомерами, а температуру головки цилиндра — с помощью припаяных хромель-алюмелевых термопар. [c.179] Применявшееся в этих испытаниях топливо представляло собой обычную техническую смесь бутана С4Н10 и пропана gHg, известную под названием цветной газ . Действительное соотношение газов в смеси неизвестно, и возможны самые различные варианты. Обычно используемая в таких случаях смесь, как правило, состоит из 90 % пропана и 10 % бутана, взятых по массе с низшей теплотворной способностью, равной 46 500 кДж/кг. На всех режимах испытания для обеспечения максимальных температур на головке цилиндра производили регулирование расхода воздуха при заданном количестве топлива (одновременно достигалось оптимальное использование топлива). Отношения количества воздуха к количеству топлива изменяли от минимального значения, равного 20,7, соответствующего максимальной частоте вращения, максимальной мощности и высокой температуре, до минимального значения, равного 32,2 при минимальной мощности и более низкой температуре нагрева. [c.179] Некоторые из характеристик двигателя, полученные Вардом, сведены в табл. 7.1, где они даны в зависимости от четырех постоянных значений частоты вращения вала, равных соответственно 1800, 1600, 1400 и 1200 об/мин. Для каждой из указанной частоты вращения измеряли температуру головки цилиндра, равную соответственно 900, 800, 700 и 600 °С, и среднее давление рабочего тела, изменявшееся от 0,4 до 1,2 МПа для каждой из температур. [c.179] Результаты этих испытаний, проведенных для различного среднего давления рабочего тела и различных частот вращения при постоянной на всех режимах температуре окружающей среды, приведены на рис. 7.23. [c.185] Мощность трения двигателя состоит из мощности на преодоление механического трения Р р и мощности, затрачиваемой на преодоление гидравлического сопротивления газа и его вытеснения. [c.185] ЗатраЧиваемай на Преодоление механического трений, пред полагается независимой от среднего давления. Для сохранения баланса между мощностью трения и мощностью на механическое трение введена мощность на вытеснение газа, являющаяся в основном лишь функцией среднего давления (или плотности) и в меньшей степени зависящая от частоты вращения (рис. 7.24, б). [c.186] Анализируя графики на рис. 7.21 и 7.22, можно отметить, что эффективная мощность двигателя и мощность, затрачиваемая на преодоление трения, при частоте вращения 1400 об/мин, и среднем давлении 1,2 МПа составляют соответственно 0,42 и 0,34 кВт. Следовательно, индикаторная мощность двигателя будет равна их сумме, т. е. 0,76 кВт, а механический КПД —0,55. В эти расчеты входит и мощность на вытеснение газа, которая в двигателях Стирлинга значительно больше, чем в ДВС. [c.186] Более подробные сведения о.двигателе, его испытаниях и результатах приведены в работе [372]. [c.186] Свободнопоршневые делители. В изложенном ранее материале свободнопоршневые двигатели не рассматривались. У них много общего с обычными двигателями Стирлинга с приводным механизмом. Однако свободнопоршневые двигатели имеют свои особенности, преимущества и недостатки. Подробно об этих двигателях изложено в ГЛ. 9. [c.186] Вернуться к основной статье