تحلیل ترمودینامیکی پارامترهای عملکردی ساختار جدید سه- سیلندر موتور استرلینگ

Abstract

ساختارهای هندسی زیادی برای موتورهای استرلینگ ارائه شده است که تفاوت آن‌ها در تعداد اجزا و نحوه‌ی قرار گرفتن آن‌ها در کنار یکدیگر است. در ساختار بتا و گاما، دیسپلیسر وظیفه‌ی جابه‌جایی سیال را بین منبع سرد و منبع گرم دارد و ساختار آلفا بدون آن، هندسه‌ی ساده‌تری دارد. از این‌رو در این پژوهش، یک ساختار جدید معرفی می‌شود که دو سیلندر و پیستون بجای دیسپلیسر جایگزین می‌شود و نتیجه آن یک ساختار جدید سه سیلندره‌ی گاما خواهد بود که همانند ساختار آلفا بدون دیسپلیسر، هندسه ساده‌تر و فرایند ساخت راحت‌تری خواهد داشت. برای بررسی نحوه‌ی عملکرد ساختار جدید، یک مدل شبیه‌سازی شده از یک موتور استرلینگ ساخته‌شده با ساختار گاما بر اساس ساختار جدید و هندسه‌ی موتور اس‌تی-500 تهیه شده است. مدل‌سازی در نرم‌افزار تحلیلی‌-صنعتی با نام جی‌تی-سوییت انجام شده است. بیشترین خطا بین ساختار جدید و نتایج تجربی ساختار گاما، در حرارت مصرفی 20 درصد و در کار تولیدی 14.7 درصد است که با توجه تغییر هندسی ساختار، قابل‌قبول است و ازاین‌رو تحلیل ترمودینامیکی بر پارامترهای عملکردی ساختار جدید انجام شده است. نتایج این تحلیل علاوه بر تائید ماهیت ساختار، نشان می‌دهد که افزایش سرعت برای افزایش عملکرد موتور مناسب نیست و بازده موتور را کاهش می‌دهد اما افزایش دمای منبع گرم و فشار تغذیه اثر خوبی بر بازده داشته و برای بهبود عملکرد موتور پیشنهاد می‌شود