Трубчатые нагреватели в Стирлингах, как от них отказаться?

В таблице (статья Из какого металла должен быть сделан горячий цилиндр двигателя Стирлинга) я умышлено поставил такой экзотический металл, как Галлий (Ga). Интерес к нему будет возрастать с возможностью применения данного элемента как переносчика концентрированного тепла от камеры сгорания к горячему цилиндру двигателя Стирлинга. Галлий находится в жидком состоянии начиная с 30 градусов по Цельсию и заканчивая 2230 градусами. Это моё личное предчувствие потенциального использования. Теплопроводность данного металла намного выше теплопроводности атмосферы, в которой сгорает топливо. В данном варианте можно отказаться от трубчатой системы увеличения площади горячего цилиндра. Смотрите насадку на рисунке ниже.

Трубчатые нагреватели в двигателе Стирлинга
Трубчатые нагреватели в двигателе Стирлинга

Галлий позволит снизить требования к металлам нагревателя, повысить стабильность нагрева горячего цилиндра, увеличить надёжность, избежать сложных сварных соединений и снизить стоимость изготовления. Для передачи концентрированного тепла достаточно будет использовать радиатор с большой площадью в камере сгорания и маленькой площадью в горячей части двигателя. Минусом здесь будет служить насос для подачи Галлия от нагревателя к цилиндру (см. рисунок ниже).

Схема подвода теплоносителя в двигателе Стирлинга
Схема подвода теплоносителя в двигателе Стирлинга

Подводить концентрированное тепло можно не только снаружи, но и сразу внутрь цилиндра. Таким образом мы можем плавно регулировать максимально подводимую температуру. Такое распределение позволит нам сделать одну эффективную камеру сгорания и несколько цилиндров, расположенных на больших расстояниях, например рядная четвёрка, шестёрка и т.п. Есть возможность смены приёмника тепла для адаптации к различным видам топлива, при этом не нужно будет видоизменять сам двигатель Стирлинга. Это позволит сделать двигатель действительно универсальным и всеядным.

Есть и отрицательные стороны. Кроме указанного выше насоса, к недостаткам нужно отнести температуру плавления в 30 градусов Цельсия. Ниже этого порога Галлий кристаллизуется, и что ещё хуже, при затвердевании он увеличивается в объёме и прирост этого объёма составляет 3,2%. В стационарно расположенных установках на основе двигателей Стирлинга можно конечно же предусмотреть автоподогрев Галлия и удержания его температуры выше температуры кристаллизации. В противном же случае выход из строя такого теплоподатчика неизбежен.

Читайте также:  Калькулятор расчета мощности Двигателя Стирлинга

Есть возможность сделать сплав Галлия с Индием, и тем самым уменьшить температуру плавления до 16 градусов Цельсия. Но это не даст такого ощутимого результата во многих применениях двигателя Стирлинга. И опять же должен будет предусмотрен подогрев в промежутки простоя двигателя.

3 комментария

Добавить комментарий

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