بررسی منحنی تغییرات توان و راندمان بر اساس طول و قطر بازیاب به روش حل عددی در موتور استرلینگ نوع بتا

مهندسی مکانیک و ارتعاشات

مقاله 3، دوره 6، شماره 4 - شماره پیاپی 21، اسفند 1394، صفحه 27-36   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

نادر رهبر^{* 1}؛ هادی کارگر شریف آباد¹؛ علیرضا احمد پور²

¹استادیار، مرکز تحقیقات انرژی و توسعه پایدار، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

²دانشجو

چکیده

مهم‌ترین قسمت موتور استرلینگ که نقش اساسی در افزایش راندمان آن دارد، بازیاب حرارتی است. بازیاب حرارتی یکی از قسمت‌های مهم سیکل استرلینگ می‌باشد که مدل‌سازی آن به دلیل تأثیرپذیری از پارامترهای مختلف بسیار پیچیده است. به لحاظ ساختار فیزیکی، بازیاب حرارتی از فولاد ضدزنگ به‌صورت ورقه‌های توری و یا میله‌های ضدزنگ فولادی روی‌هم چیده شده، ساخته می‌شوند. در طی نیمی از سیکل کاری موتور، بازیاب حرارتی مانند اسفنج حرارتی باعث جذب گرما از گاز عامل می‌شود. در نیمه دیگر سیکل، بازیاب، حرارت را به گاز عامل پس می‌دهد، بنابراین گرمای کمتری برای دفع در منطقه سرد موتور، وجود خواهد داشت و بدین‌صورت باعث افزایش راندمان موتور می‌شود. بنابراین استفاده از بازیاب در موتور استرلینگ باعث کم شدن اتلاف حرارتی و درنهایت افزایش راندمان موتور می‌شود. در این مقاله توسعه یک مدل مناسب ترمودینامیکی برای موتور استرلینگ نوع بتا، در محدوده بازیاب صورت گرفته است. این مدل، توانایی پیش‌بینی و بهینه‌سازی توان خروجی و پارامترهای عملکردی موتور استرلینگ را بر اساس شرایط فیزیکی و هندسی بازیاب، دارا می‌باشد. برای این منظور، حل عددی موتور استرلینگ نوع بتا با استفاده از مدل ایزوترم و آدیاباتیک صورت گرفته است. برای صحه‌گذاری نتایج به‌دست‌آمده، از مشخصات هندسی و عملکردی موتور استرلینگ ساخت شرکت جنرال موتورز استفاده‌شده و نتایج به‌دست‌آمده با مقادیر منتشرشده مقایسه شده است.

کلیدواژه‌ها

موتور استرلینگ؛ بازیاب حرارتی؛ ایزوترم؛ مدلسازی عددی