יחידת כוח עם מנוע סטירלינג בטמפרטורה נמוכה וצינור מערבולת. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

יחידת כוח עם מנוע סטירלינג בטמפרטורה נמוכה וצינור מערבולת. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

ההמרה של אנרגיה תרמית בטמפרטורה נמוכה לחום תעשייתי אפשרית באמצעות משאבת חום או מנוע מחזור סטירלינג. משאבות חום במחזור סטירלינג מכוסות בהרחבה בספרות; כאן אנו רואים את השימוש בצינור מערבולת, המאפשר, בשל אפקט Ranque-Hilsch, להשיג חום בטמפרטורה המספיקה לחימום וקור ליחידות קירור.

התוכנית הכללית של ההתקנה מוצגת באיור. 2.4.1. כמקור חום ניתן להשתמש בחום של שפכים, בחום של מאגרים, בחום של כדור הארץ (בארות). העברת חום לחלק המחומם של מנוע סטירלינג מתבצעת על ידי צינור חום. המצנן הוא סביבה בטמפרטורה נמוכה - אוויר אטמוספרי בחורף, מסת קרח מאוחסנת בקיץ.

מנוע מחזור הסטירלינג יכול להיות מנוע בוכנה חופשי של Beale או מנוע מונע דיאפרגמה. המאפיינים של מנועים כאלה שונים ממנועים עם מנגנון ארכובה; הם הרמטיים לחלוטין, מה שמאפשר שימוש כמעט בכל נוזל עבודה.

איור 2.4.1 (לחץ להגדלה)

איור מנוע. 2.4.2. מורכב משלושה אלמנטים עיקריים: בוכנה עבודה כבדה, מחליף קל וצילינדר עם אטמים. חלל העבודה ממוקם מעל הבוכנה ומחולק לחלל דחיסה בין בוכנת העבודה לעקירה ולחלל התפשטות - מעל העקירה. חלל ההתפשטות יוצר אינטראקציה עם המחמם, חלל הדחיסה יוצר אינטראקציה עם המצנן.

המנוע (במעגל זה) משמש כמדחס גז, כלומר. בוכנת העבודה המתנדנדת משמשת גם כבוכנת מדחס. מחקרים על מנוע מסוג זה (Agbi, 1971) הראו את פעולתו המשביעת רצון (איור.

עוד יותר מבטיח עבור תכנית זו הוא מנוע מדחס מסוג ממברנה עם איטום מוחלט של חלל המנוע.

ניתוח של היעילות התרמודינמית של המחזור של מנוע סטירלינג בטמפרטורה נמוכה בהשוואה לתנאים רגילים מגלה, כצפוי, פרמטרים הפעלה נמוכים: למשל, בטמפרטורת חימום של 300 K וטמפרטורת נוזל קירור של 250 K, יעילות תרמית המחזור הוא רק 17%, אבל אם לוקחים בחשבון את העובדה שפסולת חום מתחדש בטמפרטורה נמוכה מעובד כאן, המערכת הופכת לתחרותית למדי.

יחידת כוח עם מנוע סטירלינג בטמפרטורה נמוכה וצינור מערבולת
איור.2.4.2. מנוע סטירלינג מסוג בוכנה חופשית (סכימת Beale, Beale W.): 1. צינור חום של המחמם, 2. מחמם, 3. מחליף, 4. דיור, 5. מצנן, 6. מוט עקירה, 7. בוכנה, 8. יציאת אוויר דחוס, 9. כניסת אוויר, 10. בוכנה כבדה, 11. ארכובה

מעניין במיוחד השימוש בנוזל עבודה דו-פאזי במנוע. התיאוריה של מנוע סטירלינג מראה שכדי להגדיל את הכוח הספציפי של המנוע, יש צורך להגביר את הלחץ הממוצע של תהליך ההפעלה. היחס בין נפחי העבודה Vmax/Vmin עבור מנועים כאלה עולה רק לעתים רחוקות על 2-2,5 ושינויי הלחץ נקבעים לחלוטין על ידי נתונים אלה. כאשר הלחץ התחתון שווה או קרוב לאטמוספרי, הלחץ העליון אינו עולה על 0,3-0,5 MPa. עם זאת, נוזלי עבודה דו-פאזיים - למשל (Butadiene-1,3, שנקודת הרתיחה שלו היא 4,4°עם; אמוניה - 33°מ; cis-וטרנס-בוטן-2+3 ו-0, בהתאמה°C וכו') מאפשרים להשיג לחץ מחזורי ממוצע גבוה יותר.

עבור כל נוזל עבודה, נפח הנוזל הספציפי קטן בהרבה מנפח הקיטור הרווי. עם עלייה בלחץ הממוצע, הספק המוצא עולה והעברת החום דרך תהליכי האידוי והעיבוי משתפרת.

לפיכך, בעת שימוש בנוזל עבודה דו-פאזי, ניתן להגדיל את כוח העבודה פי 2-3 באותן גבולות טמפרטורה.

היתרונות הידועים של מנוע סטירלינג - פעולה שקטה, היעדר פליטות מזיקות, אטימות והיעדר רעידות - חשובים במיוחד בתכנית זו, מכיוון שהם מאפשרים למקם את יחידת הכוח בסמיכות למגורי המגורים .

צינור המערבולת הוא היום הכלי הפשוט והנחקר ביותר להפקה בו זמנית של חום וקור. היחס בין זרמי גז חם לקר מוסדר בצורה פשוטה למדי, כלומר. בחורף, רוב האנרגיה מושקעת על חימום, בקיץ - על קירור.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

בית הספר והחיים 26.08.2012

לאחר מלחמת העולם השנייה בוצעו רפורמות בבתי הספר במדינות רבות שמטרתן בעיקרן להאריך את שנות הלימודים. אבל רק בשבדיה ניגשה הממשלה בנושא בזהירות וערכה תחילה ניסוי.

חלק מהילדים המשיכו ללמוד בדרך הישנה, בני 8, לתלמידים מצוינים (לא חובה) עוד כיתה אחת או שתיים. שאר מחוזות בתי הספר הכניסו חינוך תשע שנתי חובה, ללא אופציות. הניסוי נמשך בין השנים 1949 עד 1962, ולאחר מכן הוכרו התוצאות כמוצלחות והמערכת החדשה הופצה ברחבי הארץ.

לאחרונה, סוציולוגים מאוניברסיטת שטוקהולם בחנו את תוצאות הרפורמה דאז מזווית בלתי צפויה: כיצד היא השפיעה על תוחלת החיים של סטודנטים? התברר שעד גיל 40 בשתי הקבוצות התמותה הייתה זהה, אך מ-40 ל-70 עבור אלו שלמדו בדרך חדשה, הורד הסיכון למות מסרטן, מחלות לב וכלי דם או תאונות.

דמוגרפים שמו לב בעבר שאנשים משכילים יותר חולים בתדירות נמוכה יותר וחיים זמן רב יותר מאנשים פחות משכילים, אבל הניסיון השוודי מעניין בכך שהוא הוכיח את היתרונות של אפילו שנה נוספת שבילה בתיכון על החומר של כל המדינה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ רובוטים יתפרו בגדים לצבא

▪ עובש הורס יצירות אמנות

▪ גנרטור תרמי באמצעות חום אנושי

▪ שיא מהירות חדש לרכבים חשמליים

▪ טכנולוגיית הגה משחק תיושם במכונית אמיתית

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר ציוד מדידה. בחירת מאמרים

▪ מאמר פעמיים שתיים - נר סטארין. ביטוי עממי

▪ מאמר למה אנחנו בוכים? תשובה מפורטת

▪ המאמר של קולה מבריק. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר אוסילוסקופ LCD דיגיטלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר נורמות מבחני קבלה. גנרטורים ומפצים סינכרוניים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר