Jednostka napędowa z niskotemperaturowym silnikiem Stirlinga i rurą wirową. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Jednostka napędowa z niskotemperaturowym silnikiem Stirlinga i rurką wirową. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Zamiana niskotemperaturowej energii cieplnej na ciepło przemysłowe jest możliwa za pomocą pompy ciepła lub silnika Stirlinga. Pompy ciepła z obiegiem Stirlinga są szeroko omawiane w literaturze; tutaj rozważamy zastosowanie rurki wirowej, która dzięki efektowi Ranque-Hilscha umożliwia uzyskanie ciepła o temperaturze wystarczającej do ogrzewania i chłodu dla urządzeń chłodniczych.

Ogólny schemat instalacji pokazano na rys. 2.4.1. Jako źródło ciepła można wykorzystać ciepło ścieków, ciepło zbiorników, ciepło ziemi (studnie). Przenoszenie ciepła do ogrzewanej części silnika Stirlinga odbywa się za pomocą rurki cieplnej. Chłodnica to środowisko o niskiej temperaturze - zimą powietrze atmosferyczne, latem zmagazynowana masa lodowa.

Silnik pracujący w cyklu Stirlinga może być silnikiem tłokowym bez Beale'a lub silnikiem napędzanym membraną. Charakterystyka takich silników różni się od silników z mechanizmem korbowym; są całkowicie hermetyczne, co pozwala na zastosowanie niemal każdego płynu roboczego.

Jednostka napędowa z niskotemperaturowym silnikiem Stirlinga i rurą wirową
Ris.2.4

Silnik rys. 2.4.2. składa się z trzech głównych elementów: ciężko pracującego tłoka, lekkiego wypornika oraz cylindra z uszczelnieniami. Wnęka robocza znajduje się nad tłokiem i dzieli się na wnękę sprężania pomiędzy tłokiem roboczym a pływakiem oraz wnękę rozprężną - nad pływakiem. Wnęka rozprężna współdziała z grzejnikiem, wnęka sprężania współdziała z chłodnicą.

Silnik (w tym schemacie) służy jako sprężarka gazu, tj. oscylujący tłok roboczy działa również jako tłok sprężarki. Przeprowadzone badania tego typu silnika (Agbi, 1971) wykazały jego dość zadawalającą pracę.

Jeszcze bardziej obiecujący dla tego schematu jest silnik sprężarki membranowej z absolutnym uszczelnieniem wnęki silnika.

Analiza sprawności termodynamicznej obiegu niskotemperaturowego silnika Stirlinga w porównaniu z warunkami normalnymi wykazuje, zgodnie z oczekiwaniami, niskie parametry pracy: np. przy temperaturze grzejnika 300 K i temperaturze płynu chłodzącego 250 K, sprawność cieplna cykl wynosi zaledwie 17%, ale biorąc pod uwagę fakt, że przetwarzane jest tutaj odpadowe niskotemperaturowe ciepło odnawialne, system staje się dość konkurencyjny.

Jednostka napędowa z niskotemperaturowym silnikiem Stirlinga i rurą wirową
Ryc.2.4.2. Wolnotłokowy silnik Stirlinga (schemat Beale'a W.): 1. Rurka cieplna grzejnika; 2. Grzałka; 3. Wypieracz; 4. Obudowa; 5. Chłodnica; 6. Pręt wyporowy; 7. Tłok; 8. Wylot sprężonego powietrza; 9. Wlot powietrza; 10. Ciężki tłok; 11. Cartera

Szczególnie interesujące jest zastosowanie w silniku dwufazowego płynu roboczego. Teoria silnika Stirlinga pokazuje, że aby zwiększyć moc właściwą silnika, konieczne jest zwiększenie średniego ciśnienia procesu roboczego. Stosunek objętości roboczych dla takich silników rzadko przekracza 2-2,5 i zmiany ciśnienia są całkowicie zdeterminowane przez te liczby. Przy niższym ciśnieniu równym lub zbliżonym do atmosferycznego górne ciśnienie nie przekracza 0,3-0,5 MPa. Jednak dwufazowe płyny robocze – np. (Butadien-1,3, którego temperatura wrzenia wynosi 4,4°C; amoniak - 33°C; odpowiednio cis- i trans-Buten-2 +3 i 0°C itp.) pozwalają na uzyskanie wyższego średniego ciśnienia w cyklu.

W przypadku dowolnego płynu roboczego określona objętość cieczy jest znacznie mniejsza niż objętość pary nasyconej. Wraz ze wzrostem średniego ciśnienia wzrasta moc wyjściowa i poprawia się przenoszenie ciepła poprzez procesy parowania i skraplania.

Tak więc, stosując dwufazowy płyn roboczy, można zwiększyć moc roboczą 2-3 razy przy tych samych granicach temperatur.

Dobrze znane zalety silnika Stirlinga - cicha praca, brak szkodliwych emisji, szczelność i brak wibracji - są szczególnie cenne w tym schemacie, ponieważ pozwalają na umieszczenie jednostki napędowej w bliskiej odległości od pomieszczeń mieszkalnych .

Rurka wirowa jest obecnie najprostszym i najbardziej przebadanym narzędziem do jednoczesnej produkcji ciepła i chłodu. Stosunek przepływów gorących i zimnych gazów jest regulowany w prosty sposób, tj. Zimą większość energii zużywana jest na ogrzewanie, latem na chłodzenie.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Bardzo mała antena do telefonu komórkowego 17.02.2003

Firma MATSUSHITA Corporation ogłosiła wprowadzenie na rynek ultramałej anteny do telefonów komórkowych EWPAD dla pasm częstotliwości GSM, takich jak 900 MHz, 1800 MHz itp.

Antena jest o 50% mniejsza od istniejących modeli i waży zaledwie 1,7 grama.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowe urządzenie do telewizji wysokiej rozdzielczości

▪ Barka z elektrycznym napędem wodorowym

▪ Grafen zostanie wykorzystany w komputerze kwantowym

▪ Pierwszy komercyjny chipset Huawei 5G 3GPP

▪ Wysoce elastyczny OLED

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Ograniczniki sygnału, kompresory. Wybór artykułu

▪ artykuł Prawo konstytucyjne (państwowe) Federacji Rosyjskiej. Kołyska

▪ artykuł Czym jest science fiction? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pracownik pakujący opakowania transportowe. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Układ wtrysku paliwa KE-Jetronic. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Środki ochrony uziemienia i bezpieczeństwa elektrycznego. Urządzenia uziemiające instalacje elektryczne o napięciu do 1 kV w sieciach z uziemionym przewodem neutralnym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Komentarze do artykułu:

Władimir
Fajna strona z wieloma rzeczami do czytania i uczenia się. Zadbaj o te informacje, niedługo przyda się naszej kretyńskiej ludzkości, och, jak przydatne ...

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn