Движение поршней в реальных двигателях Стирлинга

Ну а теперь давайте смотреть реальное движение поршней в реальном двигателе Стирлинга (двигателе с внешним подводом теплоты). Этот график отвечает за движение поршней при использовании кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Не усугубляясь в математическую и геометрическую точность движения и самого рисунка можно смело сказать: поршни движутся по синусоидальному закону. Такое движение называется непрерывным, а идеальное движение поршней — дискретным (читайте здесь).

График реального движения поршней в двигателе Стирлинга
График реального движения поршней в двигателе Стирлинга

Верхние красные линии отвечают за движение вытеснителя, зелёные — за движение рабочего поршня. Весь объём, который находится выше верхней красной линии и между нижней красной и верхней зелёной является суммой рабочего объёма и мёртвого объёма. Более подробно в посте На что мы не обращаем внимания или спрятанный мёртвый объём в Стирлингах. Обратите внимание на чёрные пунктирные линии. Именно так должны двигаться поршни в идеальном двигателе. Оцените разность между идеальным (дискретным) движением и реальным (непрерывным) движением вы сможете самостоятельно.

В отличие от идеальной p-V (p-давление, V-объём) характеристики цикла (рисунок здесь, на масштаб не обращайте внимания) мы получаем реальный график зависимости (из книги Двигатели Стирлинга, Ридер, Хупер).

 

Влияние непрерывного движения поршней в двигателях Стирлинга на p-V диаграмму
Влияние непрерывного движения поршней в двигателях Стирлинга на p-V диаграмму

Сам график может несколько видоизменяться, меняя положение и саму площадь фигуры. А площадь и есть выполняемая работа. Т.е. не заштрихованная область есть наша работа, которая может выполняться двигателем с механизмом, который выполняет непрерывное движение поршней. А если быть пессимистом — заштрихованная площадь и есть потерянная нашим двигателем полезная работа. Если к этим потерям добавить все остальные неидеальности, то эта картина ещё более сжимается в своей полезной площади (из книги Двигатели Стирлинга, Ридер, Хупер).

Влияние всех отклонений параметров от реальных в двигателе Стирлинга на конечную pV-характеристику
Влияние всех отклонений параметров от реальных в двигателе Стирлинга на конечную pV-характеристику

Есть над чем работать. Будут ли найдены способы увеличения полезной работы и приближения её к идеальному графику? Не знаю, не знаю. Уж очень долго эти проблемы пытаются решить и, как понятно на сегодняшний день, решить их практически не получается.

Читайте также:  На что мы не обращаем внимания или спрятанный мёртвый объём в Стирлингах

А кому интересны данные темы, предлагаю подписаться на новые статьи (в правом сайтбаре).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *