Модель и методика расчета параметров рабочего тела во внутреннем контуре двигателя стирлинга

• Автор: Ноздрин, Глеб Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДВИГАТЕЛЯ

СТИРЛИНГА И РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ

1.1 Первый этап развития двигателя Стирлинга

1.2 Второй этап развития двигателя Стирлинга

1.3 Современное состояние

1.4 История развития расчетных моделей двигателя Стирлинга

Глава 2 РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО КОНТУРА ДВИГАТЕЛЯ

СТИРЛИНГА

2.1 Допущения принятые в модели

2.2 Расчетная модель в общем виде
2.3 Пространственная дискретизация расчетной области
2.4 Дополненный цикл Шмидта
2.5 Уравнение массообмена в общем виде, временная дискретизация
расчетной области
2.6 Расчет параметров массообмена
2.7 Расчет параметров теплообмена
2.8 Расчет параметров двигателя
2.9 Критерии сходимости и границы применения модели
2.10 Оценка адекватности и достоверности расчетной модели и методики... 71 Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
ТЕПЛОМАССООБМЕНА ВО ВНУТРЕННЕМ КОНТУРЕ ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА
3.1 Состав экспериментальной установки и применяемое оборудование.
3.2 Методика проведения и обработка результатов эксперимента
1.2.1 Исследование процессов теплообмена в трубчатом теплообменном
аппарате
1.2.2 Исследование процессов массообмена в набивном регенеративном теплообменном аппарате
1.2.3 Исследование гидравлических потерь во внутреннем контуре ДС..
3.3 Выводы
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время перед человеческим обществом стоит проблема нехватки энергоресурсов, которая, в силу ограниченности природных ископаемых и особенностей мировой экономики, с каждым годом становится все острее. В этих условиях основными задачами энергомашиностроения являются - повышение эффективности установок и освоение новых источников энергии. Комбинированные установки, в состав которых входит двигатель Стирлинга (ДС) [39] являются одним из перспективных решений этих задач. Особенности конструкции и рабочею процесса ДС позволяют как осваивать новые источники энергии [37,63], так и повышать эффективность уже созданных установок за счет более полного превращения теплоты в работу [46, 66]. При этом в основе установки может находиться один и тот же двигатель, а адаптация под конкретный источник энергии требует незначительных изменений в конструкции установки [48] и настройке систем управления. Простота конструкции и отсутствие ряда систем, по сравнению с классическими ДВС, обеспечивают низкую стоимость и большой ресурс двигателя. В силу этих особенностей ДС в ближайшие 5-10 лет займет, вероятно, значительное место в мировой энергетике.
Сегодня лишь немногие фирмы [67, 68, 69] освоили серийный выпуск двигателей и установок работающих по циклу Стирлинга. В большинстве своем их работы основаны на исследованиях проводившихся в течении 20-го века в Европе и Америке. Несмотря на то, что в Советском Союзе на базе ЦНИДИ, МГТУ им. Баумана, СПбГМТУ, МАИ проводились исследования ДС которыми в различное время занимались Ефимов С. И, Красивский Ю. В, Лушпа А. Т., Добросоцкий А. В., Яманин А. И., Столяров С. П., Бурцев Ю. И., Иванченко Н. Н., Сегаль М. С. и другие исследователи, в России в настоящее время нет серийных или готовых к запуску в

Рис. 2.2.1 - Алгоритм расчетной модели