Двигатели стирлинга

МЕТОДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСЧЕТА

В гл. 1 более или менее подробно рассматривалось по от­дельности влияние различных конструктивных и рабочих пара­метров на характеристики двигателя Стирлинга. На практике можно при работе изменять в некоторых пределах давление, температуру, скорость вращения вала и иногда мертвый объем. Поскольку изменение одного определяющего параметра может привести к изменению нескольких или всех остальных опреде­ляющих параметров, для полного описания общих рабочих ха­рактеристик двигателя Стирлинга необходимо учесть все эти эффекты, что можно сделать графически с помощью рабочих диаграмм двигателя, как показано на рис. 1.89. Такие диаграм­мы содержат большое число данных, так что весьма нелегко выделить влияние различных параметров или определить кон­кретные закономерности, которые могли бы помочь конструк­тору или потребителю быстро оценить технические характери­стики конкретного двигателя или возможность его использова­ния. Следовательно, в подобных обстоятельствах обращение к многочисленным рабочим диаграммам не всегда облегчает вы­бор двигателя и, разумеется, не позволяет определить влияние его размеров. Кроме того, нет возможности использовать про­граммы численного расчета, поскольку для их применения тре­буется слишком много подробных входных данных. Можно ис­пользовать результаты расчета идеальных термодинамических циклов типа описанных в первой части гл. 2, но, поскольку они не учитывают практических особенностей работы машины, со­мнительно, чтобы такие результаты привели к правильным вы­водам, если только исследователь не имеет достаточно большого опыта, чтобы разумно интерпретировать их, а это можно сде­лать лишь в том случае, если нзвестны необходимые «коэффи­циенты незнания». Однако в некоторых случаях могут быть по­лезны результаты анализа псевдоцикла.

На первый взгляд не видно разумной альтернативы исполь­зования рабочих диаграмм двигателя и некоторых предполагае­мых масштабных факторов. К счастью, обзор литературы позво­лил выявить несколько полезных эмпирических или полуэмпири­ческих соотношений, с помощью которых можно определить необходимые данные для начальной стадии расчета или кон­струирования двигателя. Будут рассмотрены следующие фак­торы:

20 Зак. 839

1) выходная мощность;

2) КПД системы;

3) эффективный удельный расход топлива;

4) выбор рабочего тела;

5) основные размеры двигателя;

6) основные условия работы.