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.

יחידת כוח עם מנוע סטירלינג בטמפרטורה נמוכה וצינור מערבולת
איור 2.4

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 (בתכנית זו) משמש כמדחס גז, כלומר. הבוכנה המתנדנדת פועלת גם כבוכנת מדחס. המחקרים שבוצעו על סוג זה של מנוע (עגבי, 1971) הראו את פעולתו המשביעת רצון למדי.

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 עם בוכנה חופשית (התכנית של ביל וו.): 1. צינור חום של המחמם; 2. מחמם; 3. עקירה; 4. דיור; 5. מצנן; 6. מוט עקירה; 7. בוכנה; 8. יציאת אוויר דחוס; 9. כניסת אוויר; 10. בוכנה כבדה; 11. קרטר

מעניין במיוחד השימוש בנוזל עבודה דו-פאזי במנוע. תורת מנוע סטירלינג מראה שכדי להגדיל את הכוח הספציפי של המנוע, יש צורך להגביר את הלחץ הממוצע של תהליך העבודה. היחס בין נפחי העבודה למנועים כאלה לעתים רחוקות עולה על 2-2,5 ושינויי הלחץ נקבעים לחלוטין על ידי נתונים אלה. בלחץ תחתון השווה 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°ג; אמוניה - 33°ג; 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:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מערכת קומפקטית של Axiomtek AIE100-903-FL-NX 28.12.2020

Axiomtek השיקה מערכת קומפקטית AIE100-903-FL-NX שנועדה לפתור את מה שנקרא משימות AI של קצה העיר החכמה הדורשות ביצועים גבוהים. הוא מבוסס על "מחשב העל בעל לוח יחיד" Nvidia Jetson Xavier NX, בנוי על מערכת שבב בודד עם שש ליבות מעבד Nvidia Carmel על ארכיטקטורת Arm ומאיץ Volta עם 384 ליבות CUDA ו-48 ליבות טנזור.

ה-AIE100-903-FL-NX מצויד בפלט וידאו HDMI 2.0, יציאת USB 3.1 Gen 2 ושתי יציאות Gigabit Ethernet, שאחת מהן תומכת ב-PoE ויכולה לספק הספק של עד 15W. ניתן לשדרג את ה-eMMC המובנה בנפח 16GB עם M.2 PCIe x4 SSD וכרטיס microSD. אפשרויות הרחבה מסופקות על ידי חריץ ה-Mini PCIe, שבו יוצאים אותות USB ו-PCIe. בנוסף, יש חריץ לכרטיס סים.

בהתאם לאזור היישום, המערכת המקוררת באופן פסיבי עם דרגת הגנה IP40 מיועדת לפעולה מסביב לשעון בטווח הטמפרטורות שבין -30°C עד +50°С. מידותיו הן 147,4 על 129,8 על 34,6 מ"מ.

עוד חדשות מעניינות:

▪ פוטוסינתזה להפקת אנרגיה

▪ סכנה של נוגדי פרכוסים

▪ ניאנדרטלים נידונו

▪ פאייטים מסוכנים

▪ בית קפה עם מל"טים של מלצרים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר עבור הבנאי, אומן הבית. מבחר מאמרים

▪ מאמר מאת גרטה גרבו. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר אילו בעלי חיים הם העצלנים ביותר? תשובה מפורטת

▪ מאמר עבודה על ציוד לעיבוד מתכת. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה