Stirling-cyclus

De Stirling cyclus is een Kringproces die de werking van een klasse-inrichting beschrijft. Het beschrijft de originele Stirlingmotor die werd uitgevonden en gepatenteerd in 1816 door Reverend Robert Stirling door zijn broer ingenieur aanzienlijk geholpen.

Een specifieke categorisering engine definieert "externe verbranding" onderscheiden dan die "verbrandingsmotor".

De cyclus is omkeerbaar, wat betekent dat het kan worden gerealiseerd door generatoren, waarbij het toepassen van warmte en een koudebron u mechanische energie te krijgen, of kan als warmtepomp, dat door toepassing van mechanische energie warm of koud afzonderlijke werkstations te verkrijgen, met effecten van de verwarming of cryogene generatie.

De Stirling cyclus is een gesloten kringloop, dat de vloeistof die de cyclus wordt permanent opgeslagen in het apparaat dat de cyclus realiseert produceert en wordt niet uitgewisseld met de buitenwereld. Een specifiek kenmerk van de oorspronkelijke lus is dat dit regeneratieve, wat betekent dat gebruik maakt van een bepaald apparaat binnen genoemde "regenerator" die een warmtewisselaar warmte accumulator die de opbrengst toeneemt.

De cyclus is analoog aan verschillende meer cycli, waarbij er in wezen vier fasen:

  • compressie,
  • toevoer van warmte aan het fluïdum
  • uitzetting van het fluïdum
  • het verwijderen van warmte uit de vloeistof.

Het moet eerst definiëren die, zoals zo vaak gebeurt in cycli en cycli idealen echt, is de echte cyclus niet zo perfect gescheiden in verschillende fasen en het net, omdat de Stirling-cyclus overlapt de fasen zijn bijzonder opvallend.

Stirlingcyclus ideaal

De ideale Stirling cyclus bestaat uit vier fasen die inwerken op de vloeistof Kringproces:

  • Van punt 1 naar punt 2: isothermische expansie. De uitbreiding baai is verwarmd van de buitenkant en de inhoud van gas heeft een uitbreiding isotherm.
  • Vanaf punt 2 tot punt 3: overdracht van heet gas bij constant volume, of isochore transformatie; het gas door de regenerator geven aan dit deel van de warmte, die voor een volgende stap beschikbaar zal zijn.
  • Vanaf punt 3 tot punt 4: isotherme compressie, het fluïdum in de compressieruimte wordt afgekoeld, de compressie isotherm wordt gedacht.
  • Vanaf punt 4 punt 1: overdracht van warmte bij constant volume; stroomt terug door de regenerator, terugwinnen van warmte uit de regenerator zelf.

Ingewikkeldheid

Terwijl de theoretische criterium is conceptueel eenvoudige thermodynamische analyse echte toegezegd natuurkundigen voor een lange tijd. De oprichting van een analyse-model van de echte cyclus bleek geen sinecure, gezien het feit dat de ideale cyclus heeft slechts een verre gelijkenis met de echte ..

Men zegt: "Stel ideaal cyclus heeft weinig met wat er in feite een echte cyclus, en dit geldt met name in de Stirling-cyclus."

De analytische probleem van de regenerator werd geoordeeld een niveau 'van de meest complexe die je ooit zult ontmoeten in Engineering'.

Motie van mechanische apparaten

De meeste teksten die betrekking hebben op de cyclus na de zeer vereenvoudigd model van het ideale Stirling cyclus. Deze manier van handelen is misleidend, want als je het berekenen van de gebieden van de ideale cyclus verschijnen van zeer hoge energie opbrengsten werk. Maar dit zou de nodige mechanismen om fysiek onmogelijk worden uitgevoerd.

In feite moet een praktisch mechanisme dat erin slaagt om iets dat lijkt het ideale cyclus middels gebruikelijke mechanische onderdelen, echte, zoals zuigers, en handslinger verband met deze verkrijgen voorstellen. Het gebruik van kinematische mechanismen die verantwoordelijk rotatie produceert, zoals begrijpelijk bewegingen van de onderdelen van de sinusvormige type. De set van sinusvormige bewegingen, vaak met zuigers "kruispunt", transformeren de cyclus, vertegenwoordigd door rechte of gebogen lijnen ook. in een soort "bean" afgevlakt, waarbij het binnengebied drastisch gereduceerd.

Sommige mechanismen zoals de zogenaamde "yoke Ross" ,,, produceren quasi-sinusoïdale beweging. Andere kinematische produceren verschillende bewegingen, de kinematische mogelijk regelen de mogelijke oplossingen, maar de meeste van de mogelijke bewegingen niet altijd in overeenstemming is met alle voorwaarden van contrasterende een ideaal systeem.

Veranderingen in volume

De verschillende configuraties van de verschillende apparaten mogelijk realiseren van de cyclus van geweld gedwongen veranderingen voorzien in volume. Hoewel niet vergelijkbaar met de verliezen werden in een interne verbrandingsmotor, ongewenste volumeveranderingen kunnen belasten de lus verschijnselen onnodige pompen. Ook moet worden overwogen dat de vloeistof wordt opgesloten en daarom zijn er veel ruimte om het fenomeen te verlichten; inderdaad het probleem opmerkelijk wanneer men de noodzaak om de "dode ruimte" te verminderen, dat wil zeggen, ruimten, afscheiden noodzakelijk een deel van de inrichting anderzijds, waarbij het fluïdum passeert maar geen geen activiteit. In feite, slechts in bepaalde motoren termoacustici de totaliteit van de vloeistof betrokken bij de transformaties.

Pulsation

Er is ook een belangrijk feit, niet beschreven door de cyclus, en dat maakt het ook uiterst belangrijk om de definitie van de "echte" apparaat. Zoals duidelijk zal zijn, de fundamentele voorwaarde en exclusieve om mechanische energie onttrekken of concentraties en aftrekken van warmte te verkrijgen is gebaseerd op het feit dat dit gebeurt, en wordt gehandhaafd, een cyclische pulseren van de werkvloeistof; Deze pulsatie in de motor wordt ondersteund door het thermische verschil tussen de hot spot naar de koude van het systeem, of, in de warmtepomp wordt de oscillatie wordt door de beweging geïnduceerd om punten te produceren als gevolg van depressie of compressie.

Het is dus duidelijk, in het geval van pulsen, het opzetten van efficiënte resonerende fluïdum-mechanica is zeer moeilijk te ontwerpen. In feite is de pulsatie verkregen met vallen en in een totaal empirisch verschaffen opeenvolgende benaderingen tot verschuivingen van de beweging van de zuigermotor en de verdringer fase; is aangetoond dat met zuigers in fase en symmetrisch oplossingen het systeem niet werkt. Samenvattend kan zij maatregelen nemen om een ​​cyclus toegepast op een machine die werkt, proberen te verbeteren te verbeteren, is het nogal moeilijk te ontwerpen, uitgaande van de cyclus en uitgaande van de parameters, een machine die eenvoudig kan bedienen zonder ook kaarten problemen van efficiëntie.

Omgekeerde cyclus

Hoewel het moeilijk is vast te stellen met een efficiënte warmte-impuls en efficiënt onttrekken van energie uit de button systeem minder moeite beoefenen omgekeerde cyclus, dat wil zeggen producten te verschaffen, door het toedienen van mechanische energie, een pulserende vloeistof opgesloten, en krijgen in bepaalde plaatsen van de machine zelf een site van expansie, en in een andere compressie. Dit is wat gebeurt in de koeleenheid als Stirling, verkregen met gebruikelijke mechanische inrichtingen, met, of met behulp van omgekeerde thermo motor, waar het signaal wordt verschaft door mechanische resonantie die werken bij veel hogere frequenties.

P-V diagram van een real cycle

De werkelijke cyclustijd is weergegeven in een pV diagram met een gesloten kromme in typische vorm; Deze curve geeft, met verschillende waarden van druk en temperatuur, wordt het echte Stirling cyclus.

(0)
(0)
Commentaren - 0
Geen reacties

Voeg een Commentaar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha