Машины, работающие по циклу Стирлинга

КРИОГЕННЫЕ ГАЗОВЫЕ МАШИНЫ

Для криогенных газовых машин регенератор еще более важен, чем для двигателей. По счастливому стечению обстоятельств про­блема материалов здесь не так сложна, как для двигателей.

Для своих криогенных газовых машин фирма «Филипс» исполь­зует кольцеобразный регенератор, устанавливаемый вокруг вытес­нителя; он состоит из гильзы, изготовленной из прессованной бу­маги с низкой теплопроводностью, в которую произвольно уклады­вается короткая медная проволока диаметром 0,0254 мм. Автором было найдено, что ячейки, сплетенные из медной проволоки и про­волоки из фосфористой бронзы, являются эффективной насадкой для регенераторов. Насадка может быть изготовлена из различной толщины проволоки и с разной плотностью ячеек. Поскольку с уве­личением плотности ячеек диаметр проволоки уменьшается, затраты на изготовление единицы поверхности насадки значительно возра­стают; создается положение, когда не ясно, какой материал может быть использован для производства машин. Кольцевой регенератор весьма дорог, поскольку его центральная часть, выштампованная из пакета весьма мелких сеток, пропадает. Проволочные сетки могут легко «спекаться», образуя прочный полужесткий блок. Один из способов изготовления состоит в том, чтобы сначала придать пакету проволочных сеток такую форму, чтобы он мог выдерживать на­грузку под действием веса. Затём сетки промывают в ванне с азот­ной (или соляной) кислотой, после чего сжатый пакет сеток корот­кое время нагревают в печи при пониженном давлении. В процессе дальнейшей очистки было обнаружено, что в результате спекания пакет сеток становится твердым монолитом, легко поддающимся обработке. Важио расположить сетки так, чтобы проволочки в них были перпендикулярны оси потока, иначе осевая теплопроводность можбт стать слишком большой. Спекание с небольшой нагрузкой не приводит к существенному увеличению осевой теплопроводности сеток, поскольку из-за значительного уменьшения пористости улуч­шается набивка насадки.

Невозможно дать точные рекомендации по конструированию ре­генератора, хотя заслуживают внимания следующие моменты. Ис­пользуемая проволока должна быть тонкой (0,0254—0,0508 мм), плотно уложенной и спрессованной так, чтобы промежутки были ми­нимальны. Трудно добиться хорошего значения мертвого объема, но по крайней мере, половину его должен занимать свободный объем регенератора. Как правило, в конструкции регенератора должны соблюдаться такие соотношения, чтобы общая площадь по­перечного сечения канала равнялась площади поперечного сечения обычного цилиндра с диаметром, равным его длине.