Цикл двигателя Стирлинга

Центры парообразования 122 Цикл двигателя Стирлинга 59 --— обратный 328 [c.426]

С точки зрения термодинамики рабочий цикл двигателя Стирлинга определяется как замкнутый регенеративный цикл (гл. 2). [c.14]

Рис. 1.131. Схема системы регулирования среднего давления цикла двигателя Стирлинга двойного действия [40].

Таблица 2.1. Возможные модели идеального цикла двигателя Стирлинга

Классический метод расчета с учетом непрерывного движения поршня при теоретическом анализе идеального термодинамического цикла двигателя Стирлинга. [c.454]

Цикл двигателя Стирлинга 225—241 [c.462]

Рис. 2. Термодинамический цикл двигателя Стирлинга

Для характерных моментов цикла двигателя Стирлинга при учете вредного пространства получим уравнения для температур [c.18]

Для оценки влияния вредного пространства на показатели цикла двигателя Стирлинга примем Гр = 0,62 Гн=0,23 Го = 0,15 [39, 55]. После подстановки значений Гр, Гн, г о уравнения (14) — (17) для определения температур в характерных точках цикла [c.18]

Из табл. 2 видно, что при наличии вредного пространств температуры Та и Тс рабочего тела в точках а и с больше температуры Гг, а Тг и Гг, в точках гиб меньше температуры Гь Очевидно, что с увеличением объема вредного пространства (уменьшением степени сжатия) это различие будет возрастать. С учетом влияния вредного пространства термодинамический цикл двигателя Стирлинга изобразится замкнутой кривой a z b a (см. рис. 6). [c.19]

В заключение отметим следующее. Упрощенные расчеты цикла двигателя Стирлинга с двумя поршнями в одном цилиндре показали, что при сохранении неизменным угла сдвига по фазе между моментами, соответствующими максимальным объемам холодной и горячей полостей, работа и к. п. д. цикла зависят от законов перемещения поршней незначительно [18]. [c.27]

Сравнение расчетных диаграмм цикла двигателя Стирлинга с У ==197 см при изменении объема рабочего пространства по синусоидальному закону и изотермическом или адиабатном законе изменения температуры рабочего тела в горячей и холодной полостях двигателя изображено на рис. 16 [55]. Совпадение диаграмм удовлетворительное. [c.27]

Рис. 70. Зависимость среднего индикаторного давления цикла двигателя Стирлинга от частоты вращения вала п и среднего давления р рабочего тела

Адиабатный цикл Финкельштейна — идеализированный термодинамический цикл двигателей Стирлинга с адиабатными процессами сжатия и расширения и бесконечно большими коэффициентами теплопередачи в теплообменных аппаратах. [c.380]

Цикл Шмидта — идеализированный термодинамический цикл двигателей Стирлинга с изотермическими процессами сжатия и расширения]]и синусоидальным законом изменения объемов. [c.382]

Малотоксичный двигатель Стирлинга на автомобилях применять нерационально ввиду его высокой стоимости. До сих пор не преодолены конструктивные трудности герметизации полостей двигателя, работающего по замкнутому циклу с применением в качестве рабочего тела водорода или гелия, и не определены конструкционные материалы для изготовления нагревательной головки, работающей при давлении до 14-10 Па и температуре около 1000 °С. [c.60]

Двигатель Стирлинга, имеющий теоретическую мощность 115 кВт, работает в интервале температур 60.... ..650 С степень сжатия е 2,0, рабочее тело — углекислый газ. Определить термический к. п. д. цикла двигателя при степени регенерации а = 0,9 и массовый расход углекислого газа. Среднюю теплоемкость углекислого газа примять Ср — 1,13 кДж/(кг К). [c.128]

Двигатели — сердце современной цивилизации. Они обеспечивают рост производства, сокращают расстояния. Благодаря им человек получает энергию, свет, тепло, информацию. Наиболее распространенные в настоящее время двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков их работа сопровождается шумом, вибрациями, они выделяют вредные отработавшие газы и потребляют много топлива. Известен класс двигателей, вред от которых минимален,— это двигатели Стирлинга. Они работают по замкнутому циклу, без непрерывных микровзрывов в рабочих цилиндрах, практически без выделения вредных газов, да и топлива им требуется значительно меньше. [c.5]

В настоящей книге мы намеренно предпочли термин двигатель Стирлинга термину машина, работающая по циклу Стирлинга . Это сделано по двум основным причинам. Во-первых, ни один двигатель цли машина в действительности не работают по циклу Стирлинга, хотя при определенных изменениях в конструкции полостей переменного объема можно достичь протекания процессов сжатия и расширения в соответствии с идеальным циклом. Такие модификации имеют общее название изотермические двигатели [2]. С большей точностью, вероятно, можно было бы применить термин машина, работающая по принципу Стирлинга . Во-вторых, машина, работающая по принципу Стирлинга , может функционировать в различных режимах, а именно в качестве механического привода, как тепловой насос [3], холо,а,ильная машина [4] и газогенератор [1]. Все эти режимы можно получить на одном и том же двигателе, чему авторы этой книги были свидетелями при посещении исследовательских лабораторий фирмы Филипс в Эйндховене (Нидерланды). Следовательно, термин машина, работающая по принципу Стирлинга охватывает весь диапазон соответствующих механизмов. Поскольку данная книга посвящена исключительно вопросам получения механической энергии на валу, термин двигатель Стирлинга представляется более подходящим. [c.13]

Под скоростью здесь понимается частота чередования рабочих циклов в минуту. Для двигателя Стирлинга с механическим приводом эта частота совпадает с частотой вращения кривошипа (коленчатого вала).— Прим, перев. [c.15]

Двигатель Стирлинга — это тепловой двигатель с замкнутым регенеративным циклом, работа которого характеризуется [c.16]

Двигатель Стирлинга представляет собой преобразователь энергии, относящийся к типу тепловых двигателей, совершающих механическую работу на выходном валу при подводе к ним тепловой энергии. Полезная работа в рабочем цикле Стирлинга совершается, как и в других тепловых двигателях, посредством сжатия рабочего тела при низкой температуре и расширения того же рабочего тела после нагрева при более высокой температуре. Основные термодинамические процессы, про- [c.16]

Работа двигателя Стирлинга по замкнутому циклу определяет как его преимущества, так и недостатки. Например, поскольку рабочее газообразное тело постоянно находится в полости двигателя, отвод неиспользованного тепла в атмосферу полностью осуществляется через теплообменник, в то время [c.18]

Поскольку конструкция двигателя Стирлинга не испытывает резких циклических ударных нагрузок, можно предполагать, что расходы на текущий ремонт и техническое обслуживание таких двигателей будут существенно снижены. Однако для работы с удельными мощностями, как у дизельного двигателя и газовой турбины, двигатель Стирлинга должен иметь среднее давление цикла 10—20 МПа. При таких давлениях требуется весьма совершенная система уплотнений для предотвращения утечки рабочего тела в картер (проблема, особенно сложная при использовании гелия или водорода), а также попадания смазочного масла в рабочие полости, где оно будет загрязнять теплообменники, вызывая возрастающие потери давления и снижение выходной мощности. [c.19]

В двигателях Стирлинга применяются регенеративные теплообменники (регенераторы), размещенные в каналах, по которым газ перемещается между горячей и холодной зонами двигательной установки. Функцией регенератора является попеременное накопление и возвращение части тепловой энергии, полученной в рабочем цикле двигателя. Передача энергии пульсирующему газовому потоку должна происходить таким образом, чтобы свести к минимуму подвод тепла к установке и в [c.20]

Таким образом, правильнее определить двигатель Стирлинга как тепловой двигатель, работающий по замкнутому регенеративному циклу. Это фундаментальное определение иллюстрируется на рис. 1.3. [c.20]

В основе конструкции двигательной установки Стирлинга лежат принцип разделения горячей и холодной рабочих полостей и способ, с помощью которого рабочее тело направляется из одной полости в другую. Управлять этим потоком, искусственно поддерживая разность давлений в полостях, нежелательно, поскольку энергия, вырабатываемая двигателем Стирлинга, почти прямо пропорциональна давлению цикла, и, следовательно, падение давления уменьшает величину полезной механической работы, совершаемой двигателем. Поэтому для [c.20]

Хотя схема, показанная на рис. 1.13, находит практическое применение во многих двигателях, проблема быстрой передачи энергии остается нерешенной, поскольку необходимо еще преодолеть тепловую инерцию стенок цилиндра. При проведении работ по усовершенствованию двигателя Стирлинга фирмой Филипс были применены трубчатые теплообменники для нагревателя и холодильника, и, хотя при этом потребовалось уплотнить вытеснительный поршень, основная цель была достигнута. Полный рабочий цикл теперь молено описать с помощью рис. 1.14. На рис. 1.14 легко различаются составляющие процессы рабочего цикла, изображенного на диаграмме давление — объем (рис. 1.9, а). [c.25]

Рис. 1.29. Положение поршней в начальный момент рабочего цикла свободно-поршневого двигателя Стирлинга.

Рис. 1.30. Начальная фаза рабочего цикла свободнопоршневого двигателя Стирлинга.

Рис. 1.32. Полный рабочий цикл свободнопоршневого двигателя Стирлинга.

Таким образом, рабочий цикл свободнопоршневого двигателя Стирлинга почти полностью идентичен циклу двигателя, в котором рабочий и вытеснительный поршни механически связаны кривошипным механизмом обычного типа. Этот вывод не слишком неожидан. Уильям Бил, изучая ромбический привод, установил, что двигатель может работать и при отсутствии механизма привода, а один из студентов Била впервые построил действующий свободнопоршневой двигатель [9]. Конфигурация вытеснительный поршень — рабочий поршень в свободнопоршневом двигателе, по существу, является колебательной системой масса — пружина, и эта система настраивается на работу с резонансной частотой, которая и является рабочей частотой двигателя. Однако необходимо заметить, что двигатель Била может работать и в таком режиме, при котором вытеснительный поршень будет совершать не простые гармонические (синусоидальные) колебания, вызываемые резонансом, а колебания, график которых имеет более прямоугольную форму. В этом случае двигатель работает в так называемом режиме банг-банг . Это название, может, и не строго научное, очень наглядно отражает физическую природу работы двигателя. [c.39]

Температуры Ттах и Гтш можно было бы определять как среднеиитегральные (среднепланиметрические) температуры. Но при относительно небольших изменениях температур в процессах сжатия и расширения в цикле двигателя Стирлинга при учете вредного пространства, эти температуры с достаточной точностью можно определять как среднее арифметическое. Действительно, при соотношении объемов газовых полостей регенератора, охладителя и нагревателя, типичном для двигателя Стирлинга, при Г] =700 К и Г2 = 333 К среднеарифметические температуры Гт1п=420 К и Гтах = 554 К, а среднеинтегральные Гт1п = 425 К и Гтах = 562 К. Поэтому при анализе цикла двигателя Стирлинга с учетом вредного пространства можно пользоваться уравнениями (19) и (20). [c.18]

Динамические факторы, которые необходимо принимать во внимание при конструировании, можно разделить на две группы связанные с динамической нагруженностью и связанные с динамической балансировкой движущихся частей двигателя. Динамические нагрузки оказывают решающее влияние на определение основных размеров двигателя Стирлинга, Термодинамический анализ работы двигателя предъявляет определенные требования к рабочему объему, длине шатуна и др., однако количественно эти требования выражены безразмерными параметрами и, следовательно, не устанавливают каких-либо реальных размеров. Определение размеров этих компонентов основывается на последующих динамических расчетах, включающих определение нагрузок на подшипники, величины изгибающего момента на шатуне и т. и. Двигатель Стирлинга благодаря используемому в нем замкнутому циклу по своей приро- [c.28]

Рис. 1.31. Самоподдерживающаяся фаза рабочего цикла свободкопоршнепого двигателя Стирлинга.

В процессе работы над устройствами, действующими по циклу Стирлинга, группа ученых из Харуэлла помимо ТМГ разработала новый тепловой двигатель Флюидайн , относящийся к классу двигателей Стирлинга с двумя поршнями (двигателям Райдера). Отличительной особенностью нового двигателя является изменение рабочего объема вследствие перемещения столбов жидкости, а не поршней, изготовленных из твердых материалов (рис. 1.37). [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...