Приводной механизм с косой шайбой
Рис. 2.40. Кинематика косой шайбы с точкой контакта. / (2.83) Движение происходит в трех плоскостях. Лишь в очень немногих работах дается вывод соответствувщих уравнений, поэтому мы приведем здесь некоторые подробности. …
Ромбический приводной механизм (рис. 2.37)
Рассматривая двигатели Стирлинга, модификация которых отлична от модификации альфа, необходимо помнить, что движение поршня в полости сжатия нельзя связать с изменением 'Объема этой полости, просто умножив перемещение поршня на площадь …
Кривошипно-шатунный привод
Чтобы описать движение основного кривошипно-шатунного механизма привода, удобно использовать в качестве примера двигатель модификации альфа. Механизм с U-образным кривошипом двигателя Р-40 фирмы «Юнайтед Стирлинг», является, Рис. 2.35. Перемещение поршня кривошипно-шатунного …
Изменение объема в цикле
Чтобы получить идеальные термодинамические характеристики двигателя Стирлинга (с точки зрения процессов, отраженных на р—"[/-диаграмме), изменение объема полостей расширения и сжатия нужно осуществлять дискретно (рис. 1.15). Для такого изменения объема требуется, …
Периодическое изменение крутящего момента в цикле
К рабочим характеристикам двигателя обычно относят максимальную выходную мощность или средний крутящий момент при заданной скорости вращения вала. Если требуются более подробные сведения, то обычно рассматривают зависимость момента или мощности …
Привод с косой шайбой
(2.67) Привод, в котором используется косая шайба, как и ромбический привод, обеспечивает полную балансировку двигателя. Вращающаяся косая шайба создает момент относительно оси, перпендикулярной оси вращения. Для достижения идеальной балансировки этот …
Ромбический привод
Ромбический привод был изобретен сотрудником фирмы «Филипс» Мейером для использования в одноцилиндровом двигателе компоновочной модификации бета типа показанного на рис. 1.18. Эта конструкция механизма привода позволяет добиться идеальной балансировки. Ромбический …
Двигатель Р-40 с U-образным кривошипом фирмы «Юнайтед Стирлинг»
В этом двигателе применены два кривошипа, установленные со сдвигом на угол 90°, причем каждый кривошип связан с двумя поршнями со сдвигом фазы на 90°. Как мы уже отмечали, при таком …
Балансировка двигателя 4L23 фирмы «Дженерал моторе»
Это двухтактный двигатель с рядным расположением цилиндров, причем каждые четыре двигателя модификации альфа имеют сдвиг фазы кривошипа 90°. Для получения приемлемых балансировочных характеристик двигатель запускают в определенном порядке, как и …
ДИНАМИКА МАШИНЫ
В технической литературе, посвященной тепловым двигателям, обычно основное внимание уделяется термодинамическим и тепловым аспектам работы и конструкции двигателя и практически не рассматривается динамика машины; монографии, посвященные двигателям Стирлинга, не являются …
РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ
Основополагающие теоретические концепции регулирования мощности были рассмотрены в гл. 1. Полное математическое описание различных систем регулирования мощности позволяет применить соответствующую микропроцессорную технологию для создания наиболее эффективной системы регулирования. Насколько нам …
УДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕГО ТЕЛА
По определению все рабочее тело требуется удержать в системе двигателя Стирлинга. Если допускаются утечки, то преимущества работы по замкнутому циклу полностью не реализуются. Небольшие утечки неизбежны, но следует всеми возможными …
Регенератор
Регенератор обычно изготавливается из пористого материала, образующего длинный извилистый канал для протекающего по нему рабочего тела, чтобы обеспечить наибольшую площадь поверхности контакта между материалом регенератора и газом. Высокие значения суммарного …
Холодильник
(2.41) (2.42) Относительно теплоотдачи на внутренней поверхности этого теплообменного устройства можно сделать такие же замечания, как и для нагревателя, поскольку достигаются примерно одинаковые условия течения, хотя ввиду более низких температур …
Нагреватель
Такой теплообменник, как нагреватель, трудно рассчитать и, следовательно, сконструировать, поскольку нужно одновременно удовлетворять требованиям для внутренней и наружной поверхностей трубки, а они, как правило, различны. Более того, его конструкция зависит …
ТЕПЛООБМЕН
До сих пор не было опубликовано работ, содержащих подробное аналитическое рассмотрение теплообмена в системе двигателя Стирлинга. К сожалению, объем этой монографии позволяет дать лишь не очень подробные сведения по этому …
Совместное влияние различных факторов
При совместном действии всех факторов, рассмотренных выше но отдельности, как это и происходит на практике, итоговая р—V-диаграмма будет существенно отличаться от соответствующей диаграммы для идеального цикла (рис. 2.18). В общей …
Влияние движения поршня
Как уже было показано, влияние движения поршня обуслов лено, по существу, тепловым ре - Рис. 2.17. Типичная р—V-диаграм- жимом работы двигателя, и при ма цикла Стирлинга. конструировании двигателя ста Раются …
Мертвый объем
Как мы могли уже видеть, мертвый объем в некоторых ситуациях создает неожиданные эффекты, но в общем случае наличие мертвого объема вызывает снижение полезной работы. Это обусловлено его влиянием на давление …
Утечка рабочего тела
В реальном двигателе неизбежна некоторая утечка рабочего тела, которым, как правило, является газ. По ряду причин, указанных выше, в большинстве двигателей имеется буферный Рис. 2.14. Влияние утечки рабочего тела на …
Влияние теплообмена в регенераторе
Если пренебречь влиянием трубчатых теплообменников и рассмотреть двигатель в его идеальной форме, когда теплопередача в основном осуществляется сквозь стенки цилиндра, можно определить влияние работы регенератора. При рассмотрении различных идеальных циклов …
Влияние теплообмена в нагревателе и холодильнике
Как уже отмечалось, температура газа в двигателе изменяется по адиабатному, а не по изотермическому закону, и это влияет на форму р — У-диаграммы, что было описано выше. Действительно, стенки цилиндра …
Реальный двигатель и псевдоцикл Стирлинга
На основании данных, представленных на рис. 2.2, можно заключить, что при заданных значениях эффективности регенератора и разности температур термический КПД, относительный КПД и параметр полезной работы возрастают с увеличением степени …
Идеальный двигатель Стирлинга
В идеальном двигателе Стирлинга тепловая энергия, выделяемая в процессе 4—1, должна быть возвращена рабочему телу в процессе 2—3, и это осуществляется с помощью регенератора, который представляет собой, по существу, насадку …
Идеальный цикл Стирлинга
Идеальный цикл состоит из двух изотермических и двух изохорных процессов, протекающих в последовательности, показанной на двух диаграммах термодинамического состояния (рис. 1.15). Укажем отдельные процессы: 1 — 2 изотермическое сжатие рабочего …
ТЕРМОДИНАМИКА
Одно из основных преимуществ двигателя Стирлинга — его термодинамическое совершенство, так как идеальный цикл Стирлинга имеет максимально достижимый термический КПД для заданных температур источника и стока тепла. Однако при изучении …
Теоретические основы — реальные процессы
В этой главе излагаются теоретические основы процессов, происходящих в двигателе Стирлинга. Мы рассматриваем и некоторые проблемы, затронутые в гл. 1. Теоретические основы не отделяются от реальных рабочих характеристик двигателя Стирлинга …
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Эта глава, открывающая книгу, имела своей целью дать читателю обобщенную информацию о достигнутом на сегодняшний день уровне разработок двигателя Стирлинга и совершенства его рабочего процесса. Глава составляет значительную часть всей …
Классификационная схема
Предлагаемая схема классификации и идентификации двигателей Стирлинга включает следующие три признака: А) режим работы; Б) способ соединения цилиндров; В) способ соединения поршней. Каждый признак включает несколько подпризнаков и в пределах …
ТЕРМИНОЛОГИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
Опубликованная литература по двигателям Стирлинга, работающим на нагретом воздухе, содержит более чем 1500 статей, однако, как ни странно, в этой области нет устоявшейся терминологии. Большинство публикаций, с которыми нам удалось …
Заключение
Двигатель Стирлинга в конечном счете найдет применение, однако в настоящее время при рассмотрении всего многообразия возможных областей его применения, в том числе и тех, для которых этот двигатель уже построен, …
Механические перемещения, отличные от поступательного движения
Эта область применения связана в основном с получением энергии для перекачки жидкостей. В прошлом, как отмечалось выше, двигатель Райдера был популярен именно в этой области. При использовании в этом качестве …
Получение электрической энергии
Если говорить о получении мощностей порядка сотен мегаватт, то в обозримом будущем предпочтение будет отдано паровой турбине, в то время как для передвижных генераторных установок мощностью в несколько десятков мегаватт …
Поступательное движение
Хотя и предполагается, что двигатель Стирлинга предназначался для аэропланов еще за 50 лет до полета братьев Райт [9], первое свидетельство его использования для поступательного движения — это энергосиловая установка судна …
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОШЛОМ, НАСТОЯЩЕМ И БУДУЩЕМ
Двигатель Стирлинга можно использовать во всех областях, где требуется преобразование тепловой энергии в механическую. В самом деле, почти нельзя назвать ни одной сколько - нибудь серьезной области потенциального применения двигателя …
