Машины, работающие по циклу Стирлинга

РЕЗУЛЬТИРУЮЩИЕ ГРАФИКИ

Несмотря на всю пользу приведенных на рис. 5-5 диаграмм, легко представить, что существует бесконечное множество различ­ных сочетаний конструктивных параметров. Искать варианты оп­тимальных сочетаний параметров — дело утомительное. Для прео­доления указанных трудностей строятся результирующие графики, подобные тем, что приводятся соответственно для двигателей на рис. 5-7 и для холодильных машин на рис. 5-8.

РЕЗУЛЬТИРУЮЩИЕ ГРАФИКИ

Х=0,1; 0,25; 0,5; 1,0;

1

I

РЕЗУЛЬТИРУЮЩИЕ ГРАФИКИ

Рис. 5-8. Результирующие графики для холодильных машин с циклом Стирлинга.

3»«Ff

'A

РЕЗУЛЬТИРУЮЩИЕ ГРАФИКИ

30 40 . 50 60 75 100 150 200 "3Q0 Температура, полости расширения^,К

G 300 500 1000 1500 2000 3000 Температура полости расширения Te, К

Рис. 5-7. Результирующие графики

Для двигателей Стирлннга. Оптимальная комбинация из отношения вытесняемых объемов k и фазового угла а (в радианах) может быть определена для заданных значений отношения мертвого объема X и Ьтиошеиия температ. ур X по вертикальным линиям, проведенным иа графиках через значения температуры Tg' считается, что температура. Тg — 300 К. а ТЕ ограничена термическим пределом материалов, используемых для цилнидра полости расширения. Соответствующее значение параметра мощности определя­ется по верхнему графику. В реальных двигателях параметр мощности составляет 0,3—0,4 значения, предсказываемого тео­рией.

Значения параметра холодопронзво - дительиости, характеризующегося количе­ством теплоты, поглощаемой в полости расширения, отличаются от его действи­тельных значений приблизительно в 3 раза.

Графики на рис. 5-7 пост­роены с использованием опти­мизации по параметру P/puaKCVT. Для указанного параметра при различных значениях а и k и постоянных т и X были образо­ваны поверхности, подобные приведенным на рис. 5-5. Далее были определены вершины каждой из поверхностей, и эти значения, харак­теризующие максимум параметра P/pMaKCVT, вместе с аопт и konr нано­сились на соответствующие диаграммы рис. 5-7. Все эти графики были построены в зависимости от температуры полости расшире­
ния; температура полости сжатия, равная 300 К, принималась Всегда постоянной. Затем были определены и нанесены на графики вершины поверхностей для различных значений т и X. Подобный метод был применен и для получения аналогичных графиков для холодильных машин, оптимизированных по параметру холодо - производительности QЈ/pMaKCVr (см. рис. 5-8).

Работа по определению координат вершин поверхностей для любых постоянных значений т и X и при начальных параметрах а и K выполнялась с применением самооптимизирующей цифровой ЭВМ по программе, созданной с использованием метода наибыстрей­шего спуска, описанцого Уокером в 1962 г.

Применение для конструирования результирующих графиков

Графики, приведенные на рис. 5-7 и 5-8, рекомендуется исполь­зовать на предварительных стадиях конструирования машин с цик­лом Стирлинга.

В случае двигателя необходимо, во-первых, установить допусти­мую температуру ТЕ для полости расширения. Она определяется природой теплового источника и теми конструкционными материа­лами, которые могут быть применены для теплообменников и ци­линдра полости расширения. При выбранных значениях темпера­туры ТЕ на трех графиках проводятся вертикальные линии. Из графиков по точкам пересечения вертикальных линий с сетками кривых для выбранных значений отношений мертвого объема можно определить соответствующие оптимальные значения фазового угла а и отношения вытесняемых объемов K. Аналогичным образом может быть определено и значение параметра мощности P/pMaKCVT. По­скольку ТЕ известно, а Тс принимается (значение этой темпера­туры в двигателе с водяным охлаждением приблизительно равно 300 К), то может быть рассчитан и параметр Я/рмаксУг. Таким образом, зная т, X, а и K и используя краткий перечень приведен­ных выше уравнений, можно перейти к непосредственному конструи­рованию двигателя.

Нельзя не отметить, что расчетные данные, полученные для цикла по теории Шмидта, весьма оптимистичны. Как показывает опыт, нельзя ожидать от реального двигателя значений мощности и эффективности, составляющих более 30—40%, предсказываемых по теории Шмидта.

Машины, работающие по циклу Стирлинга

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Основными независимо выбранными конструктивными парамет­рами машины Стирлинга являются следующие: Отношение температур т = ТС/ТЕ, т. е. отношение температуры в полости сжатия к температуре в полости расширения; Отношение вытесняемых объемов k …

Электрогенераторы малой мощности

Существует много областей применения для электрогенераторов малой мощности, способных работать автономно в отдаленных райо­нах в течение длительного времени. Уровень их мощности коле­блется от 5 Вт до 5 кВт, но особенный …

Машины, работающие по циклу Стирлинга

В условиях роста населения Земли и бурного развития энерге­тики [I] как основы технического прогресса, связанного с интенсив­ной разработкой, эксплуатацией и истощением природных энерге­тических ресурсов и, как следствие этого, с ощутимым …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.