Двигатели стирлинга

КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ КНИГОЙ?

Цель книги — дать общее представление о двигателях Стир­линга. Она предназначена для специалистов — инженеров и работников промышленности, заинтересованных в приобрете­нии более глубоких знаний по этому вопросу и в то же время не имеющих возможности тратить усилия и время на выиски­вание нужных сведений в многочисленных публикациях и на изучение пространных докладов и отчетов. В соответствии с нашими намерениями, изложенными в предисловии, настоящая глава включает краткое предварительное изложение основных вопросов; в последующих главах эти вопросы рассматриваются более подробно, описывается практическое применение двига­телей Стирлинга и дается характеристика современного состоя­ния конструкторских и исследовательских работ. Там, где это необходимо, выделяются основные тезисы, которые располага­ются, как правило, в начале каждой главы или раздела. В разд. 1.2 дается перечень основных принципов работы и от­личительных особенностей двигателя Стирлинга. Этот перечень связан ссылками с остальной частью книги, что дает возмож­ность читателю изучать ее в выбранной им последовательности.

В литературе, посвященной двигателям Стирлинга, читатель не найдет ни устоявшейся терминологии, ни стандартных обо­значений. Лишь некоторые авторы пытались упорядочить при­менение определений и символов; нам известна по крайней мере одна такая попытка, предпринятая Уокером [1]. Поэтому там, где это возможно, мы использовали общепринятую в на­стоящее время терминологию или по крайней мере не противо­речащую ей. В тех случаях, где предлагаемая терминология могла бы вызвать неоднозначное толкование, для облегчения понимания дается пояснение терминов. Перечень предлагаемых терминов и определений приведен в приложении В.

В книге отсутствуют главы, посвященные системам приме­няемых единиц, законам термодинамики и классической меха­ники, поскольку все это прекрасно изложено во многих кни­гах, имеющихся в библиотеках. Книга рассчитана на читателя, знакомого с международной системой единиц СИ.

Мы решили не включать в книгу перечень примерно 1500 работ, на которые можно было бы сослаться при изложении материала, однако в каждой главе привели список литерату­ры, с которой необходимо ознакомиться прежде, чем начинать какую-либо работу в данной области. Более того, учитывая, что ученым и исследователям нужна иная литература, нежели лицам, рассматривающим возможность практического исполь­зования двигателей Стирлинга, в гл. 7 даны отдельные списки рекомендуемой литературы.

В настоящей книге мы намеренно предпочли термин «двига­тель Стирлинга» термину «машина, работающая по циклу Стирлинга». Это сделано по двум основным причинам. Во-пер - вых, ни один двигатель или 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], холодильная 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» пред - i I. шляется более подходящим.