А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Флюідайна

Флюідайни можуть бути виготовлені зі скла, термопластів або навіть з відповідних сортів твердої деревини. При - більш високих робочих температурах в Флюідайнах сухого типу потрібні металеві матеріали. У свобрднопоршне-вих машинах застосовуються ті ж матеріали, що і наведені в табл. 4.4. У деяких випадках для двигунів Стир-линга всіх типів можна застосовувати не настільки екзотичні і дорогі матеріали, але за умови, що на них нанесено відповідне покриття, наприклад з хрому.

Двигуни Флюідайн як мокрого, так і сухого типів були створені в Центрі з атомної енергії в Харуелле (Англія), і починаючи з 1970 р щодо цих двигунів була виконана велика теоретична і експериментальна робота. На жаль, детальна інформація про цю роботу ще не опублікована. Однак в інших інститутах також була виконана робота щодо цих двигунів, достатня для того, щоб винести певні судження про робочих характеристиках двигунів Флюідайн. Ці дослідження в цілому добре задокументовані, мають докладні описи експериментів, однак отримані результати не дуже деталізовані. Крім того, Флюідайн - настільки незвичайний пристрій, що у дослідників з'являється спокуса пограти з ним - змінюючи конструктивні параметри, спостерігати, що з цього вийде.

Двигуни Флюідайн прості і не вимагають великих витрат на виготовлення. Вони представляються ідеальними пристроями для проведення досліджень в університетах. Проте, хоча робочий цикл Флюідайна цікавий з академічної точки зору, такий підхід не повинен бути єдиним на шкоду конче необхідного емпіричного дослідження, метою якого має бути визначення перспектив Флюідайна в тому плані, чи зможе він стати комерційно вигідним виробом або залишиться витонченої іграшкою.

Двигуни Флюідайн мають вельми низький рівень шуму, однак вільнопоршневі двигуни можуть бути надзвичайно гучними при деяких режимах роботи.

Схема двигуна Флюідайн. Основою двигуна Флюідайн є дві U-образні труби (які можуть бути виготовлені зі скла), пов'язані з трьома робочими порожнинами, з'єднаними між собою. Щоб зрозуміти принцип роботи цього двигуна, припустимо, що рідина в ньому невязкая. Припустимо також, що U-подібної труби С - D не існує і що холодна порожнину герметизирована. Коли рідина в U-подібній трубі А - В (трубі витіснювача) переміщається по годинниковою стрілкою, лівий стовп рідини піднімається, гарячий газ переміщається в холодну порожнину, і тиск робочого газу знижується.

У двигуні Флюідайн, що використовує спосіб перекачування енергії з допомогою різниці тисків, на відміну від схеми, розглянутої вище, холодна порожнину вихідний U-подібної труби поєднана з холодною порожниною витіснювача. Стовпи рідини, пов'язані з холодною і гарячою порожнинами, розрізняються по довжині і, отже, мають різні частоти власних коливань. Робоча частота всієї системи укладена між частотами власних коливань гарячого і холодного стовпів рідини. Збудлива сила, яка підтримує стабільні коливання, обумовлена різницею тисків на відкритому торці вихідний труби і в робочому газі.

Варіанти двигуна Флюідайн з різними способами перекачування енергії. У двигуні Флюідайн з реактивним струменем, так само як і в двигуні, що використовує різницю тисків, є об'єднана холодна порожнину. холодна і вихідна труби з'єднуються з гарячою трубою біля її основи. Таке з'єднання забезпечує ефект реактивного струменя.

Характеристики двигуна Флюідайн, отримані. Ці параметри типові для Флюідайна і містять ряд цікавих особливостей, наприклад таку, що збільшення різниці температур гарячої та холодної порожнин необов'язково тягне за собою збільшення теплового потоку і ККД. Ця особливість, ймовірно, відрізняє мокрий Флюідайн не тільки від інших двигунів Стірлінга, а й взагалі від інших пристроїв, які б виробляли механічну енергію. В основі цього незвичайного властивості лежить, мабуть, той факт, що в цьому двигуні робоче тіло є двофазним і двухкомпонентное[21, 65], Тому для мокрого Флюідайна найбільш сприятливими є робочі режими, в яких послідовно переважають робочі цикли або з сухим повітрям, або з вологою парою.

Це обговорення питань стійкості роботи Флюідайна може здатися дещо академічним, однак аналіз і математичне моделювання Флюідайна за допомогою звичайних термодинамічних і гідродинамічних методів дуже скрутні і вимагають значного машинного часу для вирішення рівнянь. У той же час моделювання методами стійкості, які добре розроблені в рамках теорії регулювання, дозволяє спростити вирішення проблеми і отримати більш точний опис процесів, що протікають у Флюі-Дайна, і більш достовірні результати.

Дані про публікації по окремих елементах і допоміжного обладнання. Їх особливо легко виготовити у вигляді Флюідайна мокрого типу. У них є розділи з вельми детальною інформацією та рекомендаціями з розробки та виробництва таких двигунів.

Зміна потужності в залежності від фазового кута обсягів. | Вплив фазового кута.

Це питання, а також питання, пов'язані з Флюідайну, більш детально будуть розглянуті в кінці цієї глави. Незалежно від форми двигуна вплив фазового зсуву на роботу двигуна подвійної дії буде невелика, оскільки значення фазового кута в такому двигуні визначається його конфігурацією і числом циліндрів.

Температура холодної сторони (з боку відведення тепла) двигуна Флюідайн зазвичай дорівнює температурі навколишнього середовища, за винятком найбільш досконалих зразків. Однак має місце загальний ефект підвищення ККД установки при зниженні температури з боку відведення тепла. Можливо, цей шлях не здається особливо перспективним, але в дійсності він дає хороші результати. Розрахунок ідеального циклу показує, що в циклі Отто і в циклі дизельного двигуна переважають аналогічні залежності.

Двигун квадратна четвірка. (З дозволу фірми Юнайтед Стерлінг і МТІ. Хоча і розглядалися двигуни подвійної дії вільнопоршневих типу і типу Флюідайн і в цій області проведена певна конструкторська і експериментальна робота, не можна стверджувати, що вдосконалення цих двигунів просунулося досить далеко. 
Послідовні етапи самозапуска двигуна Флюідайн. Незважаючи на це, модифікація з реактивним струменем є найбільш поширеною серед двигунів Флюідайн. Робочий цикл двигуна з реактивним струменем буде розглянуто нижче.

Це обговорення питань стійкості роботи Флюідайна може здатися дещо академічним, однак аналіз і математичне моделювання Флюідайна за допомогою звичайних термодинамічних і гідродинамічних методів дуже скрутні і вимагають значного машинного часу для вирішення рівнянь. У той же час моделювання методами стійкості, які добре розроблені в рамках теорії регулювання, дозволяє спростити вирішення проблеми і отримати більш точний опис процесів, що протікають у Флюі-Дайна, і більш достовірні результати.

В останніх розділах цієї глави двигун Стірлінга порівнюється з іншими існуючими або мають шанси на практичне застосування типами двигунів, а також проводиться аналіз особливостей двигуна Флюідайн. Дається огляд типових характеристик, які досяжні вже в даний час. Цей огляд може допомогти тим, хто цікавиться практичним використанням двигунів Стірлінга, оцінити їх потенційні можливості в різних областях застосування.

На перший погляд двигуни Стірлінга можуть здатися не такими, що заслуговують на особливу увагу, оскільки вони у великій мірі нагадують інші теплові двигуни зворотно-поступальної дії, хоча модифікації Била і особливо двигуни Флюідайн сильно відрізняються від звичних конструкцій. Чи поверхневий погляд на двигуни має істотні переваги перед розбором принципових схем. Тому для даного розділу були відібрані такі приклади двигунів Стірлінга з числа реально існуючих зразків, в яких можна було б наочно виділити найважливіші елементи конструкції і там, де це можливо, показати спільність елементів, що мають різні конструктивні втілення. ці приклади даються як у вигляді фотографій, так і в формі принципових конструктивних схем.

У цьому розділі зібрані всі наявні експериментальні дані щодо цих двигунів. Для узагальнення характеристик двигунів Флюідайн цих даних явно недостатньо. Коли стануть доступними публікації центру в Харуелле і буде опублікована книга Уокера і Уеста[33], Ми будемо мати у своєму розпорядженні значно більший обсяг інформації для вивчення.

Флюідайни можуть бути виготовлені зі скла, термопластів або навіть з відповідних сортів твердої деревини. При - більш високих робочих температурах в Флюідайнах сухого типу потрібні металеві матеріали. У свобрднопоршне-вих машинах застосовуються ті ж матеріали, що і наведені в табл. 4.4. У деяких випадках для двигунів Стир-линга всіх типів можна застосовувати не настільки екзотичні і дорогі матеріали, але за умови, що на них нанесено відповідне покриття, наприклад з хрому.

З часу винаходу двигуна Стірлінга в 1815 - 1816 рр. побудовано безліч двигунів різних конфігурацій і ще більше число конфігурацій було запропоновано. Протягом багатьох років всі ці існуючі і гіпотетичні двигуни мали кривошипний привід в тому чи іншому вигляді, проте в період, приблизно відповідний останнім десяти років, з винаходом вільнопоршневих двигунів типу двигуна Била і харуеллской машини, а також двигуна Флюідайн до існуючого списку конфігурацій двигуна Стірлінга (і так досить великому) додалися нові форми. І до теперішнього часу продовжують винаходити нові форми цього двигуна. Така різноманітність форм двигуна Стірлінга існує швидше за все тому, що до цих пір не знайдені оптимальна конфігурація двигуна або оптимальний режим роботи, які задовольняли б всього різноманіття умов роботи, і такий двигун навряд чи можливий. Ця ситуація не є специфічною саме для двигуна Стірлінга. Вона має місце і в ставленні до інших тепловим двигунам, однак двигун Стірлінга відрізняється, мабуть, найбільшою різноманітністю форм.

Класифікаційна схема робочих режимів двигунів Стірлінга. Аналогічно з винаходом сво-боднопоршневих форм двигуна треба було виділення третьої групи режимів роботи. Такі двигуни можуть працювати при швидкостях, відповідних резонансній частоті пружної системи, якої є такий двигун, або ж в нерезонансних режимі, відомому також як режим банг-банг. двигуни Флюідайн також можуть бути розраховані на роботу при резонансній частоті системи. У двигунах з звичайними кривошипно-шатунними механізмами необхідно уникати резонансних режимів. Тому третя група режимів має меншу ступенем спільності, ніж перші дві.

Зміни тиску циклу в мокрому Флюідайне.

Флюідайн має здатність до самозбудження (іншими словами, здатністю до самозапуску) і, будучи пущений в хід, починає працювати з усталеними коливаннями. Така класифікація складається з двох частин. Перша дає визначення Флюідайна як автономної системи, що є прямим наслідком неявного виду похідною за часом в гідродинамічних рівняннях, що описують систему. У таких системах частота коливань є функцією їх амплітуди, і це підтвердилося в експериментах з Флюідайном. Друга пов'язана з тим, що через демпфірування в системі Флюідайна описують її рівняння Неконсервативні. У загальному випадку в такій системі коливання повинні були б експоненціально затухати з часом, чого, однак, не відбувається під Флюідайне, в якому коливання носять стійкий характер. Найбільш важливим наслідком цього твердження є те, що система, яка працює в обмеженому циклі, може самозбуджуватися. У разі Флюідайна це проявляється в здатності системи самозапускающійся. Самозбудження можливо в двох формах - жорсткою і м'якою, причому існування тієї чи іншої форми визначається конкретним параметром системи.
 Двигуни Флюідайн прості і не вимагають великих витрат на виготовлення. Вони представляються ідеальними пристроями для проведення досліджень в університетах. Проте, хоча робочий цикл Флюідайна цікавий з академічної точки зору, такий підхід не повинен бути єдиним на шкоду конче необхідного емпіричного дослідження, метою якого має бути визначення перспектив Флюідайна в тому плані, чи зможе він стати комерційно вигідним виробом або залишиться витонченої іграшкою. 
Двигуни Флюідайн як мокрого, так і сухого типів були створені в Центрі з атомної енергії в Харуелле (Англія), і починаючи з 1970 р щодо цих двигунів була виконана велика теоретична і експериментальна робота. На жаль, детальна інформація про цю роботу ще не опублікована. Однак в інших інститутах також була виконана робота щодо цих двигунів, достатня для того, щоб винести певні судження про робочі характеристики двигунів Флюідайн. Ці дослідження в цілому добре задокументовані, мають докладні описи експериментів, однак отримані результати не дуже деталізовані. Крім того, Флюідайн - настільки незвичайний пристрій, що у дослідників з'являється спокуса пограти з ним - змінюючи конструктивні параметри, спостерігати, що з цього вийде.

Двигуни Флюідайн прості і не вимагають великих витрат на виготовлення. Вони представляються ідеальними пристроями для проведення досліджень в університетах. Проте, хоча робочий цикл Флюідайна цікавий з академічної точки зору, такий підхід не повинен бути єдиним на шкоду конче необхідного емпіричного дослідження, метою якого має бути визначення перспектив Флюідайна в тому плані, чи зможе він стати комерційно вигідним виробом або залишиться витонченої іграшкою.

Насос Флюідайн з прямим нагнітанням. Флюідайн може працювати як в мокрому, так і в сухому режимі. У першому випадку існує контакт між витісняється рідиною і робочим тілом. У другому поверхні рідини і робочого газу розділені або шаром інертного газу, або механічним поплавком. Енергія в Флюідайне виробляється у вигляді коливань рідини в вихідній трубі, і це особливо зручно для використання двигуна в якості нагнетательного пристрою. Історія техніки знає дуже схожий пристрій - насос Хемфрі з незамкнутим робочим циклом.

Флюідайн має здатність до самозбудження (іншими словами, здатністю до самозапуску) і, будучи пущений в хід, починає працювати з усталеними коливаннями. Така класифікація складається з двох частин. Перша дає визначення Флюідайна як автономної системи, що є прямим наслідком неявного виду похідною за часом в гідродинамічних рівняннях, що описують систему. У таких системах частота коливань є функцією їх амплітуди, і це підтвердилося в експериментах з Флюідайном. Друга пов'язана з тим, що через демпфірування в системі Флюідайна описують її рівняння Неконсервативні. У загальному випадку в такій системі коливання повинні були б експоненціально затухати з часом, чого, однак, не відбувається під Флюідайне, в якому коливання носять стійкий характер. Найбільш важливим наслідком цього твердження є те, що система, яка працює в обмеженому циклі, може самозбуджуватися. У разі Флюідайна це проявляється в здатності системи самозапускающійся. Самозбудження можливо в двох формах - жорсткою і м'якою, причому існування тієї чи іншої форми визначається конкретним параметром системи.

Таким чином відбуваються циклічні зміни обсягу і тиску, але корисної роботи в цьому процесі не проводиться. Однак при наявності вихідної труби з'являється ефект зміни сумарного обсягу газу при його коливаннях і так само, як і в інших двигунах Стерлінга, при наявності меншого ніж 180 зсуву по фазі коливань витіснювача щодо коливань вихідного елемента виникає термодинамічний цикл, в якому виробляється корисна робота. Ця корисна робота передається на меніск С стовпа рідини в вихідній трубі. Коливання стовпа рідини в вихідній трубі є вимушеними і викликаються різницею тисків у двох робочих порожнинах - С і D, в той час як коливання стовпа рідини в трубі витіснювача є вільними, оскільки на меніски А і В діє один і той же тиск. Неважко помітити, що в разі в'язкої рідини її коливання в трубі витіснювача поступово б згасали. причиною стабільною безперервної роботи двигуна Флюідайн є перекачування енергії вимушених коливань в вихідній трубі до вільних коливань в трубі витіснювача. Ця енергія компенсує дію в'язкого тертя і підтримує стійкі коливання.

ККД змінюється всього на 4% в кращому випадку і на 10% в гіршому. ККД, представлений на рис. 1746 іменується в публікації, з якої запозичені ці залежності, ефективним ККД. Наше твердження засноване на значеннях ККД, які були повідомлені нам в приватних бесідах з виробниками двигунів і особами, які експлуатують такі двигуни. Результати, представлені на цих графіках, типові для двигунів з жорстко пов'язаними поршнями і для вільнопоршневих двигунів. У той же час двигуни Флюідайн мають такі характеристики тільки в сухий модифікації. У мокрій модифікації вплив зміни температури з боку джерела енергії має дещо специфічний характер, в основному через двухфазной і двухк-понентной природи робочого тіла в деяких робочих режимах. У ряді режимів визначальним є робочий цикл з сухим повітрям в якості робочого тіла, в інших - робочий цикл з парами рідини. Неповнота емпіричних даних поки що не дозволяє зробити будь-які загальні висновки щодо робочих характеристик Флюідайна. Велика частина наявної інформації відноситься до мокрих Флюідайнам з реактивним струменем і непрямим нагнітанням. Значною кількістю даних розташовують також лабораторії Науково-дослідного центру з атомної енергії (Харуелл, Англія), проте з комерційних міркувань ці дані поки що не доступні всім бажаючим.

Флюідайн має здатність до самозбудження (іншими словами, здатністю до самозапуску) і, будучи пущений в хід, починає працювати з усталеними коливаннями. Така класифікація складається з двох частин. Перша дає визначення Флюідайна як автономної системи, що є прямим наслідком неявного виду похідною за часом в гідродинамічних рівняннях, що описують систему. У таких системах частота коливань є функцією їх амплітуди, і це підтвердилося в експериментах з Флюідайном. Друга пов'язана з тим, що через демпфірування в системі Флюідайна описують її рівняння Неконсервативні. У загальному випадку в такій системі коливання повинні були б експоненціально затухати з часом, чого, однак, не відбувається під Флюідайне, в якому коливання носять стійкий характер. Найбільш важливим наслідком цього твердження є те, що система, яка працює в обмеженому циклі, може самозбуджуватися. У разі Флюідайна це проявляється в здатності системи самозапускающійся. Самозбудження можливо в двох формах - жорсткою і м'якою, причому існування тієї чи іншої форми визначається конкретним параметром системи.

Флюідайн має здатність до самозбудження (іншими словами, здатністю до самозапуску) і, будучи пущений в хід, починає працювати з усталеними коливаннями. Така класифікація складається з двох частин. Перша дає визначення Флюідайна як автономної системи, що є прямим наслідком неявного виду похідною за часом в гідродинамічних рівняннях, що описують систему. У таких системах частота коливань є функцією їх амплітуди, і це підтвердилося в експериментах з Флюідайном. Друга пов'язана з тим, що через демпфірування в системі Флюідайна описують її рівняння Неконсервативні. У загальному випадку в такій системі коливання повинні були б експоненціально затухати з часом, чого, однак, не відбувається під Флюідайне, в якому коливання носять стійкий характер. Найбільш важливим наслідком цього твердження є те, що система, яка працює в обмеженому циклі, може самозбуджуватися. У разі Флюідайна це проявляється в здатності системи самозапускающійся. Самозбудження можливо в двох формах - жорсткою і м'якою, причому існування тієї чи іншої форми визначається конкретним параметром системи.

ККД змінюється всього на 4% в кращому випадку і на 10% в гіршому. ККД, представлений на рис. 1746 іменується в публікації, з якої запозичені ці залежності, ефективним ККД. Наше твердження засноване на значеннях ККД, які були повідомлені нам в приватних бесідах з виробниками двигунів і особами, які експлуатують такі двигуни. Результати, представлені на цих графіках, типові для двигунів з жорстко пов'язаними поршнями і для вільнопоршневих двигунів. У той же час двигуни Флюідайн мають такі характеристики тільки в сухий модифікації. У мокрій модифікації вплив зміни температури з боку джерела енергії має дещо специфічний характер, в основному через двухфазной і двухк-понентной природи робочого тіла в деяких робочих режимах. У ряді режимів визначальним є робочий цикл з сухим повітрям в якості робочого тіла, в інших - робочий цикл з парами рідини. Неповнота емпіричних даних поки що не дозволяє зробити будь-які загальні висновки щодо робочих характеристик Флюідайна. Велика частина наявної інформації відноситься до мокрих Флюідайнам з реактивним струменем і непрямим нагнітанням. Значною кількістю даних розташовують також лабораторії Науково-дослідного центру з атомної енергії (Харуелл, Англія), проте з комерційних міркувань ці дані поки що не доступні всім бажаючим.

ККД змінюється всього на 4% в кращому випадку і на 10% в гіршому. ККД, представлений на рис. 1746 іменується в публікації, з якої запозичені ці залежності, ефективним ККД. Наше твердження засноване на значеннях ККД, які були повідомлені нам в приватних бесідах з виробниками двигунів і особами, які експлуатують такі двигуни. Результати, представлені на цих графіках, типові для двигунів з жорстко пов'язаними поршнями і для вільнопоршневих двигунів. У той же час двигуни Флюідайн мають такі характеристики тільки в сухий модифікації. У мокрій модифікації вплив зміни температури з боку джерела енергії має дещо специфічний характер, в основному через двухфазной і двухк-понентной природи робочого тіла в деяких робочих режимах. У ряді режимів визначальним є робочий цикл з сухим повітрям в якості робочого тіла, в інших - робочий цикл з парами рідини. Неповнота емпіричних даних поки що не дозволяє зробити будь-які загальні висновки щодо робочих характеристик Флюідайна. Велика частина наявної інформації відноситься до мокрих Флюідайнам з реактивним струменем і непрямим нагнітанням. Значною кількістю даних розташовують також лабораторії Науково-дослідного центру з атомної енергії (Харуелл, Англія), проте з комерційних міркувань ці дані поки що не доступні всім бажаючим.