Термодинамическая модель двигателя с внешним подводом теплоты

 

1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащая по меньшей мере один цилиндр с помещенным в него подвижным регенератором, отделяющим друг от друга горячую и холодную полости. привод регенератора и камеру и отбора мощности , отделенную от ходовой -полости при помощи герметичной гибкой перегородки, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых параметров, привод регенератора выполнен электромагнитным в виде двух индуктивных катушек переменной полярности, подключенных к источнику тока через блок управления частотой , причем одна из катущек установлена неподвижно в камере отбора мощности, а вторая размещена в регенераторе. 2. Модель по п. 1, отличающаяся тем, что герметичная гибкая перегородка выполнена конусной.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС(ЪБЛИК

Г02а Ц04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3352028/25-06 (22) 29.10.81 (46) 23.05.83. Бюл. № 19 (72) В. Ю. Краликаускас (53) 621.4 (088.8) (56) 1. Двигатели Стирлинга. Сб. статей.

М., «Машиностроение», 197?, с. 361 — 363, фиг. 3,5 (54) (57) 1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащая по меньшей мере один цилиндр с помещенным в него подвижным регенератором, отделяющим друг от друга горячую и холодную полости, „„SUÄÄ 1019094 А привод регенератора и камеру и отбора мощности, отделенную от ходовой полости при помощи герметичной гибкой перегородки, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых параметров, привод регенератора выполнен электромагнитным в виде двух индуктивных катушек переменной полярности, подключенных к источнику тока через блок управления частотой, причем одна из катушек установлена неподвижно в камере отбора мощности, а вторая размещена в регенераторе.

2. Модель по и. 1, отличающаяся тем, что герметичная гибкая перегородка выполнена конусной.

1019094

f0

f5

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано на моделях для исследования рабочего процесса двигателя с внешним подводом теплоты.

Известны термодинамические модели двигателя с внешним подводом теплоты, содержащие по меньшей мере один цилиндр, с помещенным в него подвижным регенератором, отделяющим друг от друга горячую и холодную полости, привод регенератора и камеру отбора мощности, отделенную от холодной полости при помощи герметичной гибкой перегородки (1).

Однако в известных моделях угол опережения изменения холодной полости по фазе изменения горячей полости является величиной постоянной для данной конструкции или изменяется в очень узком диапазоне.

Цель изобретения — расширение диапазона исследуемых параметров.

Для достижения поставленной цели в термодинамической модели двигателя с внешним подводом теплоты, содержащем по меньшей мере один цилиндр с помещенным в него подвижным регенератором, отделяющим друг от друга горячую н холодную полости, привод регенератора и камеру отбора мощности, отделенную от холостой полости при помощи герметичной гибкой перегородки, привод регенератора выполнен электромагнитным в виде двух индуктивных катушек переменной полярности, подключенных к источнику тока через блок управления частотой, причем одна из катушек установлена неподвижно в камере отбора мощности, а вторая размещена в регенераторе.

Герметичная гибкая перегородка может быть выполнена конусной.

На фиг. 1 схематически показана модель двигателя с внешним подводом теплоты; на фиг. 2 — конусная мембрана.

Термодинамическая модель содержит по меньшей мере один цилиндр 1, с помещенным в него подвижным регенератором 2, отделяющим друг от друга горячую 3 и холодную 4 полости, заполненные рабочим теплом, и камеру 5 отбора мощности, отделенную от ходовой полости 4 гибкой герметичной перегородкой 6. Регенератор 2 выполнен в виде кольцевой катушки индуктивности, охватывающей центральный стержень 7, неподвижно закрепленный в одном из торцов цилиндра 1. Другой конец стержня 7 поддерживается кронштейном 8, установленным в камере 5.

К горячей полости 3 подключен нагреватель 9, выполненный в виде тепловых труб

10, а камера 5 отбора мощности снабжена снаружи охлаждающими ребрами 11.

В камере 5 отбора мощности установлен поршень 12 со штоком 13, а объем между поршнем 12 и гибкой перегородкой 6 заполнен маслом. В выступающей в камеру 5 части стержня 7 установлена неподвижная индуктивная катушка 4. Катушка 2 и 14 при помощи приводов 15 и 16 подключены к блоку управления частотой переключателю 17 постоянного тока. Наибольшие выступы 18 на стенке камеры 5 предназначены для ограничения хода регенератора.

Для снижения утечек тепла стержень 7 и регенератор 2 снабжены керамическими проставками 19 и 20. С этой же целью регенератор 2 разделен пористыми керамическими перегородками 21 на отсеки.

Гибкая геометрическая перегородка 6 может быть выполнена в виде конусной мембраны, изготовленной из тонкого листа стали 6 и состоящего из внешнего конуса 22, края которого приведены к стенкам цилиндра 1, и внутреннего конуса 23, приваренного к стержню 7. Вершины конусов

22 и 23 соединены, а линия соединения изогнута в виде эластичной многоугольной звездочки (фиг. 2), причем углы ее могут менять свою величину прн нагрузке жидкости на мембрану.

Горячий конец генератора 2 может быть выполнен в виде пористой волнистой металлической пластины 24, а холодный конец— в виде кольцевого металлического наконечника 25, форма которого совпадает с формой конической мембраны 6 в сжатом состоянии, при этом металлический наконечник 25 имеет продольные щели для течения газов.

Модель работает следуюшим образом.

При положении поршня 12 в крайнем правом положении, соответствующем верхней мертвой точке, переключатель 17 посылает по проводам 15 и 16 импульсы постоянного тока в катушку 14 индуктивности и регенератор 2 такой полярности, где регенератор 2 оттталкивается катушкой 14 и перемещается в крайнее левое положение, а рабочее тело вытесняется через поры регенератора в холодную полость 4. Рабочее тело, соприкасаясь со стенками, мембраны

6 охлаждается и при перемещении поршня

12 влево сжимается. Прн достижении поршнем 12 его нижней мертвой точки переключатель 17 меняет полярность импульсов постоянного тока на противоположную и сила электромагнитного взаимодействия перемещает регенератор 2 вправо, причем максимальный его ход ограничивается выступами 18. При этом рабочее тело вытесняется в горячую полость 3, нагревается и увеличивается его давление. Расширение рабочего тела происходит при повышенном давлении до перемещения поршня 12 в крайнее правое положение, после чего рабочий цикл повторяется.

Так как движение ренегератора определяется временем и величиной подачи импульса постоянного тока, то, варьируя ими, мож1019094

Составитель С. Амандыков

Редактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 3661/26 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но изменять фазовые углы опережения изменения объема холодной полости по сравнению с горячей полостью, что позволит исследовать рабочий процесс в широком диапазоне изменение фазового угла и определить оптимальные величины последней.