Практические задачи
Защитники двигателя Стирлинга, убежденные в его привлекательных потенциальных возможностях, часто оказываются в затруднительном положении, будучи не в состоянии продемонстрировать рекламируемые ими достоинства и характеристики на реальной машине. Что же касается …
ОБОЗНАЧЕНИЯ
Аа — коэффициент ослабления; А — площадь поверхности; Ае — безразмерная скорость звука; Afr — площадь сечения; Ан, Ah — площадь поверхности теплообмена; Ае — равновесная скорость звука; ЭУРТ — …
Выбор комбинации параметров
Наилучшими комбинациями параметров будут те, которые обеспечивают самую высокую эффективность, самое низкое падение давления и минимальную стоимость материала. К сожалению, эти три фактора противоречат друг другу, и приходится искать компромисс …
Аэродинамическое сопротивление и потери мощности
Падение давления в двигателе означает потери мощности, и поэтому большое падение давления недопустимо. Для всех найденных приемлемых комбинаций параметров определяются соответствующие величины падения давления, как описано в разд. 3.4. Чтобы …
Анализ теплообмена
Чтобы найти массовые расходы и допустимые размеры трубок, для различных комбинаций параметров рассчитывается коэффициент теплоотдачи с помощью следующего соотношения: К = F (St Pr2'3) GMCP Pr ~2'3. (3.109) Зависимость от …
Анализ напряженного состояния
Напряжение в материале является суммой напряжения, создаваемого давлением, и термического напряжения: Cr = CrT+Crp. (3.103) На трубки действуют три таких напряжения OR и о7 в осевом, радиальном и тангенциальном направлениях …
Основной термодинамический анализ
Уровень термодинамического анализа в большой степени зависит от склонности и опыта исследователя, но вряд ли будет использован достаточно строгий и точный метод узлов, поскольку для применения такого метода требуются данные, …
МЕТОДЫ ПОДРОБНОГО РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИИ
С помощью данных, полученных методами предварительного расчета, можно провести более строгий анализ основных узлов двигателей. В работах [72, 73] представлено, по-видимому, наиболее полное описание метода такого подробного расчета, а в …
МЕТОДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИИ
Проектирование двигателя Стирлинга следует выполнять в несколько стадий, причем каждая последующая стадия основана на более строгом математическом подходе, так что порядок действий подобен показанному на рис. 3.1. В зависимости от …
Общие замечания
Из двух описанных методов, несомненно, предпочтительнее с аналитической точки зрения метод характеристик, но он несколько сложнее и требует значительно более высокой квалификации исследователя. Метод узлов подробнее разработан применительно к двигателю …
Метод узлов
При использовании этого метода рассматривается система основных уравнений, которая была выведена выше. Система двигателя также делится на несколько ячеек и для каждой ячейки применяются основные уравнения в нормализованной форме. Отдельные …
Метод характеристик
Уравнения (3.72), (3.76) и (3.84) образуют систему гиперболических дифференциальных уравнений в частных производных первого порядка с двумя независимыми переменными, которыми являются осевая координата х и время T. Решение этой системы …
КОМБИНИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ
В разработанных к настоящему времени методах комбинированного анализа рассматриваются лишь термодинамические, газодинамические и теплообменные вопросы нестационарного течения рабочего тела при его движении в системе двигателя. Вопросы, связанные с динамикой машины …
Радиационные потери
Потери, обусловленные радиационным теплообменом, могут играть заметную роль лишь в горячем цилиндре. Поршень, движущийся в полости расширения, обычно делают полым, чтобы уменьшить его массу и снизить кондуктнвные потери тепла. Рабочему …
Тепловые потери по Ли — Смиту
В общее соотношение для подведенной в единицу времени тепловой энергии (3.41) не включены недавно определенные тепловые потери по Ли — Смиту [37]. Они могут быть существенными или несущественными, поскольку имеющихся …
Кондуктивные потери
При работе двигателя имеются кондуктивные потерн тепла в стенки цилиндра, насадку регенератора и соединительные трубопроводы. В системе двигателя Стирлинга приходится решать задачи нестационарной теплопроводности, а анализ подобных задач теплообмена весьма …
Насосные, или аппендиксные, потери
О 800 1000 Скорость вращения, об/мин Рис. 3.4. Сравнение челночных тепловых потерь для моделей тонкой и толстой стенки [28]. Хотя широкий зазор на большей части цилиндра позволяет снизить челночные потери, …
Челночный теплообмен
Часть цилиндра, примыкающая к нагревателю, будет имегь более высокую температуру, чем часть, примыкающая к картеру. Вследствие этого градиента температуры не только происходит перенос тепла вдоль стенки цилиндра, обусловленный теплопроводностью, но …
Потери тепла в регенераторе EQpCr
Потери тепла в регенераторе обусловлены недостаточной эффективностью его работы; в итоге требуется дополнительный подвод энергии к системе, чтобы скомпенсировать эти потери. Удельная величина потерь в идеальном случае выражается членом Qyз …
Аэродинамические потери 2PW
Аэродинамические потери выражают мощность, теряемую при движении рабочего тела в каналах конкретной рабочей полости. Эта мощность затрачивается на преодоление сопротивления движению рабочего тела, обусловленного вязкостью. Аэродинамические потери выражаются соотношением Pwl …
РАЗДЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ—ИНЖЕНЕРНЫЙ ПОДХОД
При использовании этого подхода, который очень полезен при разработке конструкции и, кроме того, позволяет предложить вполне удовлетворительную методику расчета, система двигателя рассматривается как совокупность отдельных, но взаимосвязанных факторов, т. е. …
АНАЛИЗ ИДЕАЛЬНОГО ЦИКЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ДВИЖЕНИИ ПОРШНЯ
Используя расчетные результаты, представленные в гл. 2, можно без особого труда оценить влияние непрерывного движения поршня на характеристики идеальных циклов, но если учесть эти эффекты, то одновременно можно существенно обобщить …
АНАЛИЗ ИДЕАЛЬНОГО ЦИКЛА ПРИ ПРЕРЫВИСТОМ ДВИЖЕНИИ ПОРШНЯ
Анализы такого типа были подробно описаны в гл. 2. Их результаты нельзя использовать для расчета рабочих характеристик или для определения параметров рабочих процессов в двигателе. Однако они позволяют выявить критерии …
Основные условия работы
Для требуемых рабочих характеристик эти условия можно найти с помощью соотношений Била и Мальмё. Соотношение для псевдоцикла (2.20) позволяет определить диапазон значений отношения температур, если принять, что эффективность регенератора равна …
Основные размеры двигателя
При оценке возможности использования двигателя Стирлинга для конкретной практической задачи часто (хотя и не всегда) требуется определить его компактность. Тем не менее всегда полезно иметь представление о размерах двигателя в …
Выбор рабочего тела
Идеальное рабочее тело для двигателя Стирлинга должно обладать рядом свойств, но не все они отвечают предъявляемым к нему требованиям, например доступности, дешевизне, безопасности, возможности хранения и т. п. Однако в …
Эффективный удельный расход топлива (ЭУРТ)
Это универсальный параметр для оценки системы, применяющийся в тепловых двигателях. Он пригоден для сравнительных оценок лишь применительно к двигателям Стирлинга с камерой сгорания, работающей на природном жидком топливе. Величину ЭУРТ …
КПД системы
Аналогичное приближенное соотношение предложено и для эффективного КПД двигателя. Насколько нам известно, это соотношение впервые было опубликовано в отчетах фирмы «Юнайтед Стирлинг» и затем приводилось в нескольких других статьях. Это …
Выходная мощность
Классический метод Шмидта дает сравнительно простые выражения для индикаторной выходной мощности, которые после умножения на коэффициент 0,3—0,5 позволяют с приемлемой точностью оценить действительную выходную мощность грамотно сконструированного двигателя. В это …
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, …
Анализ, расчет и конструирование
Теоретические методы можно применять как для расчета характеристик рабочих процессов, так и для конструирования двигателя. Обычно в первом случае требуется более строгий подход, чем во втором. С помощью расчетных методов …
ОБОЗНАЧЕНИЯ
А — площадь поверхности теплообмена; Ad — площадь поперечного сечения вытеснительного поршня; Ар—площадь поперечного сечения рабочего поршня; Аг— площадь поперечцого сечения штока вытеснительного поршня; А— радиус толкателя (рис. 2.41); Bj …
КРИТЕРИИ РАБОТЫ И РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ
Чтобы оценить работу и совершенство двигателя Стирлинга, требуется знать соответствующие критерии работы и рабочие параметры, как отмечалось в разд. 2.1. Подобные факторы могут стать до некоторой степени определяющими параметрами, и …
ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ
В разд. 1.11 был предложен метод классификации или определения различных типов двигателя Стирлинга. Однако конкретная система будет определяться также некоторыми физическими и рабочими параметрами. Инженеру, исследующему, например, двигатель с принудительным …
Другие факторы
Мы не рассматриваем влияния крутильных колебаний или боковых сил, действующих на поршень, поскольку имеется много - отличных работ, посвященных этим задачам, например [61, 62]. Все рассмотренные механизмы привода, кроме ромбического, …
