Енергоагрегат з низькотемпературним двигуном Стірлінга та вихровою трубою. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Енергоагрегат з низькотемпературним двигуном Стірлінга та вихровою трубою. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

Коментарі до статті

Перетворення низькотемпературної теплової енергії на промислове тепло можливе з використанням теплового насоса або двигуна, що працює за циклом Стірлінга. Теплові насоси з циклом Стірлінг широко освітлені в літературі; тут розглядається використання вихрової труби, що дозволяє за рахунок ефекту Ранка-Хілша отримати тепло достатньої для обігріву температури та холод для холодильних установок.

Загальна схема установки показано на рис. 2.4.1. Як теплоджерела може використовуватися теплота стічних вод, теплота водойм, теплота землі (свердловини). Передача тепла на нагріту частину двигуна Стірлінга здійснюється тепловою трубою. Охолоджувачем є низькотемпературне середовище – взимку атмосферне повітря, влітку – запасена крижана маса.

Як двигун з циклом Стірлінга можуть бути використані вільнопоршнева машина Біла (Beale) або двигун з приводною мембраною. Характеристики таких двигунів відрізняються від двигунів із кривошипно-шатунним механізмом; вони повністю герметичні, що дозволяє використовувати практично будь-які робочі тіла.

Рис.2.4.1 (натисніть , щоб збільшити)

Двигун рис. 2.4.2. складається з трьох основних елементів: важкий робочий поршень, легкий витіснювач та циліндр із ущільненнями. Робоча порожнина знаходиться над поршнем і поділяється на порожнину стиснення між робочим поршнем і витіснячем і порожнину розширення над витіснячем. Порожнина розширення взаємодіє з нагрівачем, порожнину стискування з холодильником.

Двигун (у цій схемі) використовується як газовий компресор, тобто. робочий поршень, що коливається, виконує також роль поршня комресора. Виконані дослідження двигуна такого типу (Agbi, 1971) показали його задовільну роботу рис.

Ще перспективнішим для цієї схеми є двигун компресор мембранного типу з абсолютною герметизацією рухової порожнини.

Аналіз термодинамічної ефективності циклу низькотемпературного двигуна Стірлінга в порівнянні зі звичайними умовами виявляє, як і очікувалося, низькі робочі параметри: так при температурі нагрівача - 300 К та температурі охолоджувача - 250 К, термічний к.п.д. циклу становить лише 17%, але з урахуванням того, що тут переробляється непряме низькотемпературне відновлюване тепло, система стає цілком конкурентоспроможною.

Енергоагрегат з низькотемпературним двигуном Стірлінга та вихровою трубою
Рис.2.4.2. Двигун Стірлінга вільно поршневого типу (схема Біла, Beale W.): 1. Теплова труба нагрівача, 2. Нагрівач, 3. Витискувач, 4. Корпус, 5. Охолоджувач, 6. Шток утискувача, 7. Поршень, 8. Вихід стисненого повітря , 9. Вхід повітря, 10. Важкий поршень, 11.

Особливий інтерес становить використання у двигуні двофазного робочого тіла. Теорія двигуна Стірлінга показує, що для підвищення питомої потужності двигуна необхідно підвищення середнього тиску робочого процесу. Відношення робочих обсягів Vmax/Vmin у таких двигунів рідко перевищує 2-2,5 і зміни тиску повністю визначається цими цифрами. При нижньому тиску, що дорівнює або близькому до атмосферного, верхній тиск не перевищує 0,3-0,5 МПа. Однак двофазні робочі тіла - наприклад (бутадієн-1,3, температура кипіння якого - 4,4°З; аміак - 33°З; цис- та транс-бутен-2 відповідно +3 і 0°С та ін) дозволяють отримати більш високий середній тиск циклу.

Для будь-якого робочого тіла питомий об'єм рідини значно менший за об'єм насиченої пари. З підвищенням середнього тиску збільшується вихідна потужність та покращується теплопередача при проходженні процесів випаровування та конденсації.

Таким чином, при використанні двофазного робочого тіла можливе підвищення робочої потужності в 2-3 рази за тих же температурних межах.

Відомі переваги двигуна Стірлінга - безшумність роботи, відсутність шкідливих емісій, герметичність, відсутність вібрацій є особливо цінними в цій схемі, оскільки дозволяють розмістити енергоблок у безпосередній близькості до житлового приміщення.

Вихрова труба є сьогодні найбільш простим та вивченим інструментом для одночасного отримання тепла та холоду. Співвідношення між гарячими і холодними потоками газу досить регулюється, тобто. Взимку більшість енергії витрачається на обігрів, влітку - на охолодження.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Нова родина високоінтегрованих годинників реального часу 23.03.2006

Компанією INTERSIL представлено нове сімейство високоінтегрованих, що споживають мало енергії годинника реального часу для споживчих та промислових застосувань ISL12026/27/28/29.

Мікросхеми мають струм споживання 800 нА. Мікросхеми мають вбудовану енергонезалежну пам'ять 4 кбіт із можливістю 2 млн. перезаписів та функції супервізора для мікропроцесорів. Мікросхеми мають підстроювання за частотою, що дозволяє підтримувати високу стабільність частоти коливань.

Інші цікаві новини:

▪ Вплив серця на почуття

▪ Мікросхема дводіапазонного приймача бездротового зв'язку на 5 та 60 ГГц

▪ Ліфт на синтетиці

▪ Збільшення міцності перовскіту

▪ Siemens представив мобільний телефон ST60

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Детектори напруги поля. Добірка статей

▪ стаття Гріхи молодості. Крилатий вислів

▪ стаття Де відбувалися події роману Робінзон Крузо? Детальна відповідь

▪ стаття Майстер будівельних та монтажних робіт. Посадова інструкція

▪ стаття Автомат вимикання телевізора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Фазоінверсний каскад. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт