Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Машины цикла стирлинга 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25

было бы расположить двигатель и электрогенератор рядом с источником теплоты, но это повлекло бы за собой увеличение необходимой массы свинцовой защиты до значения, большего максимальной нагрузки крупнейших вертолетов. По крайней мере, необходим один изгиб тепловой трубы на 90° для предотвращения радиоактивного свечения из-за гамма-радиации вдоль трубы.

Использование тепловой трубы представляется выгодным, так как это уже готовое устройство для сброса избытка тепловой энергии. Автоматический сброс теплоты необходим как мера безопасности в случае заедания (или, другими словами, останова двигателя) для предотвращения перегрева (и возможного испарения) источника энергиис последующим выделением радиоактивных продуктов. Отводимая от источника тепловая мощность вначале больше расчетной на значение, достаточное для компенсации постепенного уменьшения тепловыделения из-за конечного периода полураспада изотопа. Для Со с 5-летним периодом полураспада тепловая мощность падает приблизительно на 25% в конце 2,5-летнего периода.

Предлагаемая тепловая труба является двухкомпонентной двухфазной системой, состоящей из газообразного компонента с низким коэффициентом теплопроводности и двухфазного парожидкостного металлического теплоносителя (второй компонент) с высоким коэффициентом теплопроводности. Обычно два этих теплоносителя (два компонента) четко разделяются в поле гравитации. Более тяжелый, с хорошей теплопроводностью металлический теплоноситель сосредоточен в надежно изолированной главной секции трубы, соединяющей источник энергии и двигатель. Более легкий газообразный теплоноситель сосредоточен в верхней излучающей секции.

При расчетной температуре поверхность раздела металлического и газообразного теплоносителя находится внутри изолированной секции, но при подводе тепловой мощности, превышающей расчетную, температура увеличивается, вызывая одновременно и рост давления. В этом случае поверхность раздела достигает тепловой трубы по мере того, как сжимается газовый теплоноситель; вследствие этого пар с высокой теплопроводностью проникает в газовый с высокой излучающей способностью теплоноситель, и теплота отводится до тех пор, пока поверхность раздела не возвратится в изолированную секцию. Холодильная система имеет вторую тепловую трубу, в которой в качестве охлаждающей жидкости используется фреон, кипящий на стенках холодильника и конденсирующийся в охлаждаемой воздухом излучающей секции. Такая труба предпочтительней простой водяной рубашки охлаждения с циркуляцией воды, осуществляемой насосом с приводом от коленчатого вала двигателя.

В разработке двигателя для указанной выше системы были достигнуты значительные успехи. Прототип такого двигателя, созданного в 1971 г. в университете Калгари на основе результатов более ранних исследовательских установок, изображен на рис. 9-4. В настоящее время в фирме Тринити хауз лайтхауз сервис (Trinity

House Lighthouse Service) ведутся предварительные исследования с целью определения возможностей работы такого двигателя с камерой сгорания. Необходимость такого двигателя, способного работать на дизельном топливе или на сжиженном природном газе, диктуется потребностью его применения в навигационных буях и маяках для автономной работы в течение более одного года. В качестве прототипа такого двигателя предполагается использовать



Рис. 9-4. Экспериментальный двигатель Стирлинга Chipewyan . Диаметр цилиндра 60 мм; ход поршня 32 мм, давление рабочего тела (воздух) 1,975 МПа (17,5 кгс/см); частота Вращения 600 об/мин, мощность на валу 200 от.

1 - электрический нагреватель; 2 - полость расширения; 3 - регенеративный кольцевой каиал; 4 - полость сжатия; 5 - рубашка охлаждения; 6 - уплотнения из материала

типа RUI.ON.

относительно простой двигатель Чайпуайн (Chaipwyan), выполненный по обычной (или V-образной) схеме с использованием воздуха как рабочего тела и с диафрагменным компрессором (с приводом от двигателя) для поддержания давления в картере. Это будет



достаточно тяжелый, с низкой частотой вращения и средним эффективным к. п. д. двигатель, основное внимание в котором будет уделено вопросам надежности с целью обеспечения его длительной автономной работы.

9-3-5. Двигатели для морских судов

Использование двигателей Стирлинга для морских судов заслуживает внимания, поскольку легкодоступный источник охлаждения позволяет решить одну из главных трудностей, имеющуюся у автомобильных двигателей Стирлинга. Это обстоятельство было отмечено фирмой Филипс на ранних стадиях разработок, и одним из первых практических применений двигателя стал крейсерский катер Иоганн де Вит (Johann de Witt), на котором была продемонстрирована работоспособность двигателя.

В США отдел электродвигателей фирмы Дженерал моторе (Electromotive Division of General Motorsat La Grande, JUinois) работал над созданием двигателя V8 [590 кВт (800 л. с.)], предназначенного для портовых судов типа буксиров, для которых требуется очень высокая маневренность. Двигатель имел раздельные валы для рабочих поршней и вытеснителей, соединенные планетарным механизмом, управляя которым можно было изменять фазовый угол а. Это обеспечивало легкое регулирование выходной мощности двигателя и возможность его реверса. В 1966 г. автор видел четырехцилиндровый блок, расположенный в картере двигателя. Как известно, подробностей о выпуске этого двигателя не было, и, по-видимому, работы по этой программе находятся в завершающей стадии.

Будущие возможные области применения двигателей Стирлинга фирмы Филипс мощностью около нескольких сотен киловатт как для военных, так и для гражданских целей намечаются всякий раз, когда используемые сейчас дизели становятся непригодными по уровню шума, вибрации и загрязнения воздуха. Вероятно, для очень больших мощностей (несколько тысяч киловатт) могут быть разработаны двигатели Стирлинга с характеристиками эффективного к. п. д. и удельной мощности, сравнимыми с характеристиками современных судовых дизелей. Однако производство таких двигателей маловероятно по причине большой стоимости их разработок и способности дизелестроительных фирм удовлетворять в настоящее время сравнительно небольшой спрос на эти двигатели.

С другой стороны, вероятно, имеется и потребность в двигателях малой мощности (от 5 или 10 кВт и выше) для получения электроэнергии и применения их во вспомогательных силовых установках, а также на небольших судах. В этих областях применения бесшумная и надежная работа в ьочетании с легкостью эксплуатации, возможно, будет более предпочтительна, чем удельная стоимость, эффективный к. п. д. и удельная мощность.

Вероятно, могут быть разработаны удовлетворяющие многим требованиям трех-четырехцилиндровые двигатели на мазуте или сжиженном природном газе, использующие в качестве рабочего тела воздух при давлении от 10 кгс/см* и выше и работающие очень плавно, тихо, с низкой частотой вращения.

Такие двигатели могут привлечь внимание многих владельцев небольших судов.

9-3-6. Подводные энергетические системы

По-видимому, двигатели Стирлинга могут быть применимы для различных подводных энергетических систем, где- требуется либо электрическая, либо механическая энергия для периодического или непрерывного режима работы.

Системы с двигателем Стирлинга с радиоизотопным источником теплоты имеют более высокий общий к. п. д. преобразования, чем конкурирующие термоэлектрические системы. Двигатели с неизотопным источником теплоты выгодны с точки зрения Их универсальности для любого способа подвода тепловой энергии (здесь могут быть использованы как теплоаккумулирующие системы, так и системы со сгоранием топлива) и способности работать бесшумно без клапанов и периодических выхлопов. В системах с подводом теплоты от сжигания топлива продукты сгорания могут быть сконденсированы в бортовом хранилище и необходимость их выброса наружу отпадает. Это позволяет сконструировать замкнутые системы, способные работать на большой глубине и не оставлять выхлопного следа .

Большая работа по усовершенствованию двигателей Стирлинга с аккумулированием теплоты для подводного применения была проделана в фирме Дженерал моторе . Экспериментальные работы с четырехцилиндровым двигателем Стирлинга для подводных силовых систем с использованием в качестве окислителя перекиси водорода ведутся в фирме Юнайтед СтирЛинг (Мальме).

9-3-7. Солнечные энергетические установки

По-видимому, существует практически неограниченный рынок для небольших двигателей, работающих на солнечной энергии (для использования в тропических странах) и служащих приводом водяных ирригационных насосов и электрогенераторов малой мощности, заряжающих аккумуляторы для освещения в ночное время. Эта область применения двигателей Стирлинга не нова; Финкель-штейн (1959 г.) приводит пример одного из первых двигателей Стирлинга, работавшего на солнечной энергии и построенного Эриксоном в XIX в.

По всей вероятности, основная трудность в поставке на рынок таких двигателей заключена в их цене. В дополнение к двигателю



\\\\\

необходимо иметь солнечный коллектор и концентратор, которые соответственно собирают солнечное излучение с большой площади и концентрируют ее на очень малую. Сфокусированный поток энергии очень велик, поэтому достигаются высокие температуры, необходимые для работы теплового двигателя. Формы коллекторов могут быть самыми разнообразными, но наиболее известной является, вероятно, параболоид (форма прожектора или рефлектора передней фары автомобиля). Другой формой коллектора является линза Френеля, показанная на рис. 9-5. Она представляет собой большую плоскую пластину из прозрачного материала с пазами на верхней поверхности, прорезанными пОд различными углами так, что падающие солнечные лучи собираются в общем фокусе. Такие линзы, изготовленные с помощью штампа, подобно тому как делаются граммофонные пластинки, могут быть относительно дешевыми. Одна

из них, купленная автором в . 1970 г., имела размеры около 0,76X0,91 м и стоила 20 долл. К сожалению, линза была сделана из пластика, теряющего прозрачность при сильном солнечном свете.

При перпендикулярном рас-роложении коллектора к солнечным лучам падающая солнечная энергия максимальна. Для поддержания максимальной выходной мощности двигателя в течение возможно большего времени необходим механизм ориентации, вращающий коллектор в соответствии с движением Солнца. Механизм ориентации может приводиться в движение от простого часового механизма с периодической поправкой по широте, учитывающей сезонные изменения в движении Солнца. Типы двигателей могут быть самыми разнообразными - от свободно-поршневого двигателя Била (рабочий объем находится под давлением и герметично уплотнен при изготовлении) до простого двигателя Хейнричи, работающего на воздухе при низком давлении. Такие двигатели должны быть дешевыми, надежными и нетрудоемкими в производстве при выпуске их в больших количествах.

Заслуживает внимания изобретенная Финкельштейном кварцевая головка цилиндра, позволяющая иметь фокус коллектора внутри самого цилиндра.

Эгё дает возможность нагревать рабочее тело до очень высокой температуры без особых требований к высококачественным материалам в горячей замкнутой полости.

Рис. 9-5. Линза Френеля и кварцевая головка цилиндра для двигателя Стирлинга, работающего на солнечной энергии.

9-3-8. НовЫё Области применения и использование двигателей Стирлинга в учебных целях

В наши дни компьютеров, лазеров, сверхпроводящих систем поражает то, что модель двигателя до сих пор вызывает повышенный интерес. Люди, кажется, испытывают удовольствие, глядя на маховики, кривошипы, штоки. Вероятно, все это является воспоминанием их детства. Во всяком случае, вот, казалось бы, рынок для форменных забав . Для этой цели подошел бы небольшой двигатель с подводом теплоты от пламени спиртовки или нагреваемый за счет электрического сопротивления от аккумуляторных батарей. Такой двигатель, если он будет достаточно дешев для широкого распространения, мог бы выполнять полезную образовательную функцию, демонстрируя возможности двигателей Стирлинга как бесшумных, мало загрязняющих окружающую среду машин. Двигатель может служить также основой для разработок демонстрационных образцов и показа его в учебных целях. Известно, что единственные двигатели Стирлинга, относящиеся к этой группе, находят в настоящее время коммерческое воплощение в диапазоне от самой простой цилиндрической установки Брэдли (Bradley) и двигателя Хейнричи, сконструированного Рикардо (Ricardo) и изготовленного фирмой Кассонс (Cussons, Ltd), до более современных устройств, предлагаемых фирмой Лейболд - Хирэус (Leybold - Heraeus).

9-3-9. Механический привод в аппаратах искусственное сердце

В 60-е годы искусственное сердце становится предметом внимания инженеров. Аппараты искусственное сердце могут быть двух типов:

1) устройства, временно заменяющие функции здорового сердца;

2) устройства, постоянно выполняющие функции здорового сердца.

Устройства, временно заменяющие работу сердца, используются, например, в операционных для поддержания кровообращения во время хирургических операций на сердце. Другим его применением является обеспечение возможности отдыха тяжело пораженного сердца во время выздоровления. Во всех этих случаях эти устройства могут быть достаточно большими, тяжелыми, находящимися вне тела пациента и быть фактически постоянно под контролем квалифицированного персонала.

Устройств второго типа, полностью выполняющих функции сердца, в настоящее время не существует. Сейчас есть только один способ замены человеческого сердца - пересадка сердца другого человека, но имеется ряд изысканий, подтверждающих возможность использования сердца животного или механического искусственного сердца. Двигатель Стирлинга может быть использован



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.