Cтраница 1
Флюидайны могут быть изготовлены из стекла, термопластов или даже из подходящих сортов твердой древесины. При - более высоких рабочих температурах в Флюидайнах сухого типа требуются металлические материалы. В свобрднопоршне-вых машинах применяются те же материалы, что и приведенные в табл. 4.4. В некоторых случаях для двигателей Стир-линга всех типов можно применять не столь экзотические и дорогие материалы, но при условии, что на них нанесено соответствующее покрытие, например из хрома. [1]
Двигатели Флюидайн как мокрого, так и сухого типов были созданы в Центре по атомной энергии в Харуэлле ( Англия), и начиная с 1970 г. по этим двигателям была выполнена большая теоретическая и экспериментальная работа. К сожалению, подробная информация об этой работе еще не опубликована. Однако в других институтах также была выполнена работа по этим двигателям, достаточная для того, чтобы вынести определенные суждения о рабочих характеристиках двигателей Флюидайн. Эти исследования в целом хорошо документированы, имеют подробные описания экспериментов, однако полученные результаты не слишком детализированы. Кроме того, Флюидайн - настолько необычное устройство, что у исследователей появляется соблазн поиграть с ним - изменяя конструктивные параметры, наблюдать, что из этого получится. [2]
Двигатели Флюидайн просты и не требуют больших затрат на изготовление. Они представляются идеальными устройствами для проведения исследований в университетах. Тем не менее, хотя рабочий цикл Флюидайна интересен с академической точки зрения, такой подход не должен быть единственным в ущерб насущно необходимому эмпирическому исследованию, целью которого должно быть определение перспектив Флюидайна в том плане, сможет ли он стать коммерчески выгодным изделием или останется изящной игрушкой. [3]
Двигатели Флюидайн имеют весьма низкий уровень шума, однако свободнопоршневые двигатели могут быть чрезвычайно шумными при некоторых режимах работы. [4]
![]() |
Схема двигателя Флюидайн. [5] |
Основой двигателя Флюидайн являются две U-образные трубы ( которые могут быть изготовлены из стекла), связанные с тремя рабочими полостями, соединенными между собой. Чтобы понять принцип работы этого двигателя, допустим, что жидкость в нем невязкая. Допустим также, что U-образной трубы С - D не существует и что холодная полость герметизирована. Когда жидкость в U-образной трубе А - В ( трубе вытеснителя) перемещается по часовой стрелке, левый столб жидкости поднимается, горячий газ перемещается в холодную полость, и давление рабочего газа понижается. [6]
В двигателе Флюидайн, использующем способ перекачки энергии с помощью разности давлений, в отличие от схемы, рассмотренной выше, холодная полость выходной U-образной трубы совмещена с холодной полостью вытеснителя. Столбы жидкости, связанные с холодной и горячей полостями, различаются по длине и, следовательно, имеют разные частоты собственных колебаний. Рабочая частота всей системы заключена между частотами собственных колебаний горячего и холодного столбов жидкости. Возбуждающая сила, поддерживающая стабильные колебания, обусловлена разностью давлений на открытом торце выходной трубы и в рабочем газе. [7]
![]() |
Варианты двигателя Флюидайн с различными способами перекачки энергии. [8] |
В двигателе Флюидайн с реактивной струей, так же как и в двигателе, использующем разность давлений, имеется объединенная холодная полость. Холодная и выходная трубы соединяются с горячей трубой у ее основания. Такое соединение обеспечивает эффект реактивной струи. [9]
![]() |
Характеристики двигателя Флюидайн, полученные. [10] |
Эти параметры типичны для Флюидайна и содержат ряд интересных особенностей, например такую, что увеличение разности температур горячей и холодной полостей необязательно влечет за собой увеличение теплового потока и КПД. Эта особенность, вероятно, отличает мокрый Флюидайн не только от других двигателей Стирлинга, но и вообще от других устройств, вырабатывающих механическую энергию. В основе этого необычного свойства лежит, по-видимому, тот факт, что в этом двигателе рабочее тело двухфазное и двухкомпонентное [21, 65], поэтому для мокрого Флюидайна наиболее благоприятными являются рабочие режимы, в которых последовательно преобладают рабочие циклы либо с сухим воздухом, либо с влажным паром. [11]
Это обсуждение вопросов устойчивости работы Флюидайна может показаться несколько академическим, однако анализ и математическое моделирование Флюидайна с помощью обычных термодинамических и гидродинамических методов весьма затруднительны и требуют значительного машинного времени для решения уравнений. В то же время моделирование методами устойчивости, которые хорошо разработаны в рамках теории регулирования, позволяет упростить решение проблемы и получить более точное описание процессов, протекающих во Флюи-дайне, и более достоверные результаты. [12]
![]() |
Данные о публикациях по отдельным элементам и вспомогательному оборудованию. [13] |
Их особенно легко изготовить в виде Флюидайна мокрого типа. В них имеются главы с весьма подробной информацией и рекомендациями по разработке и производству таких двигателей. [14]
![]() |
Изменение мощности в зависимости от фазового угла объемов.| Влияние фазового угла. [15] |