ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА

Одна из возможных реализаций двигателя Стирлинга показана на рис. 3.15. Атмосферный воздух от дутьевых вентиляторов направляется в камер сгорания, где смешивается с топливом, и образовавшаяся смесь сгорает. Горя­чие продукты сгорания поступают в теплообменник и передают свою теплої рабочему телу из зоны 1 (см. рис. 3.13).

На выходе из теплообменника продукты сгорания возвращаются обратк< в зону дутьевых вентиляторов и через второй теплообменник подогревают идущий в камеру сгорания чистый воздух. Подогрев воздуха позволяет сде­лать процесс горения более эффективным и тем самым обеспечивает эконо мию топлива.

Охлаждение рабочего тела в зоне 2 цилиндра осуществляется через отдельным охлаждающий теплообменник.

Как и в других типах двигателей, реальное потребление топлива двигателем Стирлинга оказывается больше, чем теоретически предполагаемое, что свя­зано с рядом различных факторов. Требуется дальнейшее совершенствование этих двигателей, для того чтобы они смогли занять свое место в автомобиль­ном мире Возможно такого и не случится вовсе, так как эпоха двигателей сго­рания, по мнению некоторых специалистов, приближается к концу. Вероятно в будущем топливные элементы могут с успехом использоваться в тех сфера: где традиционно применялись двигатели внутреннего сгорания. Однако, если это произойдет, то, в связи с тем что автомобильная промышленность имеет

Объем 1

Поршень с неплотным прилеганием Приводной поршень

10'3 М3 300 К 105 Па

10'4 м3 300 К 106 Па

3.9. Практическое исполнение двигателя Стирлинга 129

10 4 м 300 К 106 Па

10"3

1U 3 м3 300 к 105 Па

Vt

Т.

I

Pi

652 К _2Д7 * 105 Па

Изотермическое Поток

сжатие газа

IV. |Л./?7^ ІП/* = С?| —> 2*

= 230 Дж

*

Изохорический Расширение Изохорический подвод по изотерме отвод тепла

тепла

= 0 02* «2 = №v (Т2*-Т2) = Wj - 3 = М-Й7з In г= 03 о = №cv (Т3-7q)

Л = 293 Дж = 500 Дж= 02 -3, = 293 Дж

___ Регенерация 7

Рис. 3.14. Фазы бета-модификации двигателя Стирлинга

10~4 м3

652 К

2,17- 105 Па ►

громадные масштабы, процесс перехода от ДВС к топливным элементам будет относительно медленным Важным промежуточным звеном в этом переходное процессе являются гибридные автомобили.

Топливо

Камера сгорания Y /

Предварительный

теплообменник

Входной

теплообменник

Выхлоп ^

Воздух от нагнетателя

Охлаждение

Т еплообменник охлаждения

Рис. 3.15. Одно из исполнений двигателя Стирлинга

Реальная эффективность двигателя Стирлинга отличается от теоретической по следующим причинам:

1. Эффективность механических тепловых двигателей растет с увеличением с ге пени сжатия. Двигатель Стирлинга не является исключением из этого праві*. -• (см. задачу 3.1). Наличие внутренних объемов теплообменников и регенера­тора отрицательно сказывается на степени сжатия: она ниже по сравнени

с вариантом, в котором теплота подводилась бы в зону 1 напрямую.

2. Отработавшие горячие газы после выхода из теплообменников содержат еще достаточно большое количество теплоты. Поэтому, для того чтоб более полно использовать располагаемую теїілоту, устанавливается д полнительный теплообменник для предварительного подогрева входяше в камеру сгорания воздуха.

3. Регенератор не обеспечивает 100 %-ную передачу тепла рабочему телу.

4. Имеют место потери трения при перетекании рабочей жидкости из одной зоны в другую через регенератор тепла. Это является основной причине использования водорода в качестве рабочего тела, поскольку он обеспе­чивает минимальные потери.

5. В идеальном случае движение поршней должно было бы быть прерывис­тым (пульсирующим), однако этого сложно добиться в машинах, работа­ющих с большой частотой на высоких оборотах выходного вала. В такой ситуации требуется поиск компромиссного решения по автоматическому регулированию движения поршней.

6 Ограниченное время пребывания рабочих жидкостей в теплообменниках не дает возможности организовать стационарный теплообмен, что ведет к соответствующим тепловым потерям.

Мощность, вырабатываемая двигателем Стирлинга, может регулировать - путем изменения количества рабочего тела, участвующего в цикле. Для нынения мощности компрессор выводит часть рабочего тела из двигателя Ьвкопитель. Для увеличения мощности газ из этого резервуара может быть тро подан обратно в двигатель. Температура на входе в теплообменник рывно контролируется системой регулирования подачи топлива в каме - орания.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

РАБОТА

Выше мы говорили о том, что газ, находящийся в цилиндриче­ском сосуде с поршнем, может совершать работу. Какова эта работа? Сила, действующая на поршень со стороны газа, равна рА, где А …

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Подведем некоторое количество Q теплоты к газу, находящему- ■ : цилиндре с адиабатическими стенками и поршнем внутри, который может ■сремещаться без трения. Наличие адиабатических стенок означает, что тепло - р …

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ

При изменении температуры некоторого фиксированного коли­чества газа будет меняться его внутренняя энергия. Если при этом объем газа остается постоянным (например, газ помещен в сосуд с жесткими стенками), то изменение его …

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.