Машины, работающие по циклу Стерлинга

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты расчетов регенераторов, удовлетворяющих вышеиз­ложенным условиям, могут быть представлены различными зави­симостями. Представляет интерес ряд кривых, полученных Хаузе-

Ном, приведенных на рис. 7-7. Их можно допол­нить аналогичными кривы­ми, рассчитанными Джон­соном, Саундерсом и Смо - леником. Эти кривые пока­зывают, что эффективность регенератора зависит от двух безразмерных пара­метров, называемых (по Хаузену) приведенной дли­ной А и приведенным пери­одом Я. Приведенная длина (в направлении потока) определяется как

A hAL

А =------- ,

VCn

Где H — коэффициент теп­лоотдачи между рабочим телом и насадкой на еди­ницу поверхности; А — поверхность насадки на единицу длины; V — объемная скорость потока рабочего тела; Ср — удельная теплоемкость рабочего тела при постоянном давлении; L — длина насадки.

Приведенный период определяется как

Мс

Где Л и Л определены выше; М — масса насадки; С — удельная теплоемкость насадки; Z — время дутья. Обычно А и П связаны отношением

, VCp Z МС L

Называемым фактором использования и представяющим собой от­ношение количества теплоты, воспринятой рабочим телом при дутье, к количеству теплоты, накопленной насадкой.

На практике регенераторы могут иметь различные приведенные периоды и приведенные длины для горячего и холодного дутья, так что должны рассматриваться четыре значения этих параметров. В этих случаях Саундерс и Смоленик рекомендуют использовать средние значения величин, полагая (на основании расчетов, выпол­ненных Джонсоном), что ошибка будет мала. Это весьма вероятно, так как даже в том случае, когда в действительности времена дутья не равны, приведенные периоды близки друг к другу, поскольку уменьшение реального времени дутья Z обычно связано с увеличе­нием объемной скорости потока рабочего тела 1Л

Ценность использования двух приведенных безразмерных пара­метров и кривых эффективности регенератора ограничена точностью определения исходных данных теплообменника. Они обычно из­меряются экспериментально с использованием «однодутьевой» вре­менной аппаратуры, описанной впервые Фернасом (Furnas, 1932 г.), а позднее Саундерсом и Фордом (Ford, 1940 г.), Джонсоном (1952 г.) Саундерсом и Смолеником (1948 г.), Коппаджем, (1952 г.), Рэпли (Rapley, 1960 г.), Васишта (Vasishta, 1969 г.) и Ваном (Wan, 1971 г.). По этой методике насадка помещается в поток горячего газа, под­водимого при постоянной входной температуре, и измеряется из­менение температуры на выходе в зависимости от времени. Теория однодутьевого режима была впервые предложена Шуманом в 1932 г. и может быть использована для получения на основе измеренных данных коэффициента теплоотдачи для конкретной испытываемой насадки. При этом требуются весьма тщательные измерения и воз­никают определенные сомнения, могут ли эти данные относиться к регенераторам, работающим в циклическом режиме. Вышепри­веденная методика позволяет получать приемлемые значения дан­ных по теплоотдаче; однако из-за несколько отличающихся реаль­ных условий работы регенератора их сравнение представляется за­труднительным.