1598005352-c8ee7d2a5515e9724b112e615ad75d2e (811199), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Обычно два этих теплоносителя (два компонента) четко разделяются в поле гравитации. Более тяжелый, с хорошей теплопроводностью металлический теплоноситель сосре' доточен в надежно изолированной главной секции трубы, соединяющей источник энергии и двигатель. Более легкий газообразный теплоноситель сосредоточен в верхней излучающей секции. При расчетной температуре поверхность раздела металлического и газообразного теплоносителя находится внутри изолированной секции, но при подводе тепловой мощности, превышающей расчетную, температура увеличивается, вызывая одновременно и рост давления. В этом случае поверхность раздела достигает тепловой трубы по мере того, как сжимается газовый теплоноситель; вследствие этого пар с высокой теплопроводносгью проникает в газовый с высокой излучающей способностью теплоноситель, и теплота отводится до тех пор, пока поверхность раздела не возвратится в изолированную секцию.
Холодильная система имеет вторую тепловую трубу, в которой в качестве охлаждающей жидкости используется фреон, кипящий на стенках холодильника и конденсирующийся в охлаждаемой воздухом излучающей секции. Такая труба предпочтительней простой водяной рубашки охлаждения с циркуляцией воды, осуществляемой насосом с приводом от коленчатого вала двигателя.
В разработке двигателя для указанной выше системы были достигнуты значительные успехи. Прототип такого двигателя, созданного в !97! г. в университете Калгари на основе результатов более ранних исследовательских установок, изображен на рис. 9-4. В настоящее время в фирме «Тринити хауз лайтхауз сервис» (Тйпйу По Ноцзе ).!цЫ)говне 5еглсе) ведутся предварительные исследования с целью определения возможностей работы такого двигателя с камерой сгорания. Необходимость такого двигателя, способного работать на дизельном топливе или на сжиженном природном гаае, диктуется потребностью его применения в навигационных буях и маяках для автономной работы в течение более одного года.
В качестве прототипа такого двигателя предполагается использовать Рис. 9чц Экспериментальный двягатель Стирлннга «Сшрешуап». Диаметр пнлнндра 60 мм; ход поршня 32 мм, давление рабочего тела(воздух) 1,975 МПа (17,5 кгс/сме); частота вращения 600 об/мнн, мощность на валу 200 Вт. à — электрический нагреаатель; à — полость расширения; 5 — регеиератинимй кольке. ной канал; а — полость сжатия; 5 — рубашка охлаждения; б — уплотнения иа материала типа ни ьО и.
относительно простой двигатель «Чайпуайн» (О!а!ртнуап), выполненный по обычной (или Ч-образной) схеме с использованием воздуха как рабочею тела и с диафрагменным компрессором (с приводом от двигателя) для поддержания давления в картере. Это будет достаточно тяжелый, с низкой частотой вращения и средним эффективным к. п. д. двигатель, основное внимание в котором будет уделено вопросам надежности с целью обеспечения его длительной автономной работы. Р-3-5.
Двмгвтелн длл морскмх судов Использование двигателей Стирлинга для морских судов заслуживает внимания, поскольку легкодоступный источник охлаждения позволяет решить одну из главных трудностей, имеющуюся у автомобильных двигателей Стирлинга. Это обстоятельство было отмечено фирмой «Филипс» на ранних стадиях разработок, и одним из первых практических применений двигателя стал крейсерский катер «Иоганн де Вит» (Лопапп де %1!1), на котором была продемонстрирована работоспособность двигателя.
! В США отдел электродвигателей фирмы «Дженерал мото с» ' (Вес гопю11че Ич(з(оп о1 Оепега! Мо1огза1 1.а Огапде, Ю!1!по1з) работал над созданием двигателя Ч8 1590 кВт (800 л. с.)), п едназначенного для портовых судов типа буксиров, для которых . с., пред- требуется очень высокая маневренность.
Двигатель имел раздельные валы для рабочих поршней и вытеснителей, соединенные планетарным механизмом, управляя которым можно было изменять фазовый угол ««. Это обеспечивало легкое регулирование выходной мощности двигателя и возможность его реверса. В !966 г. авто г. втор видел четырехцилиндровыи блок, расположенный в картере двигателя.
Как известно, подробностей о выпуске этого двигателя не было, и, ло-видимому, работы по этой программе находятся в завершающей стадии. Будущие возможные области применения двигателей Стирлинга фирмы «Филипс» мощностью около нескольких сотен киловатт как для военных, так и для гражданских целей намечаются всякий раз, когда используемые сейчас дизели становятся непригодными по уровню шума, вибрации н загрязнения воздуха. Вероятно, для очень больших мощностей (несколько тысяч киловатт) могут быть разработаны двигатели Стирлннга с характеристиками эффективного к.
п. д. и удельной мощности, сравнимыми с характеристиками современных судовых дизелей. Однако производство таких двигателей маловероятно по причине большой стоимости их разработок и способности дизелестроительных фирм удовлетворять в настоящее время сравнительно небольшой спрос на эти двигатели. С другой стороны, вероятно, имеется и потребность в двигателях малой мощности (от 5 или 10 кВт и выше) для получения электроэнергии и применения их во вспомогательных силовых установках, а также на небольших судах. В этих областях применения бесшумная и надежная работа в сочетании с легкостью эксплуатации, возможно, будет более предпочтительна, чем удельная стоимость, эффективный к.
и. д. и удельная мощность. 112 Вероятно, могут быть разработаны удовлетворяющие многим требованиям трех-четырехцилиндровые двигатели на мазуте или сжиженном природном газе, использующие в качестве рабочего тела воздух при давлении от 10 кгс/см» и выше и работающие очень плавно, тихо, с низкой частотой вращения. Такие двигатели могут привлечь внимание многих владельцев небольших судов. Р-3-6. Подводные энаргетмческне смстемы По-видимому, двигатели Стирлинга могут быть применимы для различных подводных энергетических систем, где; требуется либо электрическая, либо механическая энергия для периодического или непрерывного режима работы.
Системы с двигателем Стирлинга с радиоизотопным источником теплоты имеют более высокий общий к. и. д. преобразования, чем конкурирующие термоэлектрические системы. Двигатели с неизотопным источником теплоты выгодны с точки зрения нх универсальности для любого способа подвода тепловой энергии (здесь могут быть использованы как теплоаккумулирующие системы, так и системы со сгоранием топлива) и способности работать бесшумно без клапанов и периодических выхлопов. В системах с подводом теплоты от сжигания топлива продукты сгорания могут быть сконденснрованы в бортовом хранилище и необходимость их выброса наружу отпадает.
Это позволяет сконструировать замкнутые системы, способные работать на большой глубине и не оставлять «выхлопного следа». Большая работа по усовершенствованию двигателей Стирлинга с аккумулированием теплоты для подводного применения была проделана в фирме «Дженерал моторс». Экспериментальные работы с четырехцилиндровым двигателем Стирлинга для подводных силовых систем с использованием в качестве окислителя перекиси водорода ведутся в фирме «(Онайтед Стирлинг» (Мальме). Р-3-3. Солнечные энергетнческме установки По-видимому, существует практически неограниченный рынок для небольших двигателей, работающих на солнечной энергии (для использования в тропических странах) и служащих приводом водяных ирригационных насосов и электрогенераторов малой мощности, заряжающих аккумуляторы для освещения в ночное время.
Эта область применения двигателей Стирлинга не нова; Финкель- штейн (1959 г.) приводит пример одного из первых двигателей Стирлинга, работавшего на солнечной энергии и построенного Эриксоном в Х!Х в. По всей вероятности, основная трудность в поставке на рынок таких двигателей заключена в их цене. В дополнение к двигателю !!3 ' необходимо иметь солнечный коллектор и концентратор, которые соответственно собирают солнечное излучение с большой площади и концентрируют ее на очень малую. Сфокусированный поток энергии очень велик, поэтому достигаются высокие температуры, необходимые для работы теплового двигателя. Формы коллекторов могут быть самыми разнообразными, но наиболее известной является, вероятно, параболоид (форма прожектора или рефлектора передней фары автомобиля).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
