ارائه مدل دیفرانسیلی پلی‌تروپیک به منظور ارزیابی عملکرد موتور استرلینگ با در نظر گرفتن مدل‌های مختلف انتقال حرارت در بازیاب

Abstract

یک مدل حرارتی دیفرانسیلی بمنظور شبیه سازی عملکرد حرارتی موتور استرلینگ ارائه گردیده است. در این مدل با ارزیابی واقعی تر عملکرد موتور، فرایند انبساط و تراکم پلی‌تروپیک جایگزین مدلهای هم دما و آدیاباتیک پژوهشهای پیشین شده و علاوه بر این اثر افت‌های مختلف موجود در موتور واقعی به منظور تصحیح مدل وارد مدل پلی-تروپیک توسعه داده شده گردیده است. برای این منظور اثر غیر ایده‌آل بودن بازیاب حرارتی در نظر گرفته شده و میزان حرارت بازیابی شده توسط بازیاب، تصحیح گردیده و غیر ایده‌آل بودن گرمکن و خنک‌کن مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس فشار در محفظه‌های موتور تصحیح گردیده و به منظور ارزیابی صحیح از کار تراکمی و انبساطی از روش تحلیل ترمودینامیک سرعت محدود استفاده شده است. در نهایت اثر انتقال حرارت به واسطه هدایت طولی در بازیاب، نشت جریان بین سیلندر و پیستون و اتلاف حرارتی پیستون (اثر شاتل) بین محفظه گرم و سرد، به مدل مورد نظر اعمال گردیده و مدل توسعه داده شده روی یک موتور استرلینگ نمونه موسوم به موتور GPU-3 بکار گرفته شده و دقت مدل دیفراسیلی بدست‌آمده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی موجود، صحه‌گذاری شده و با مدلهای حرارتی قبلی مقایسه گردیده است. با توجه به تاثیر بسیار زیاد عملکرد بازیاب روی کارکرد موتور استرلینگ و توجه به وجود مدلهای حرارتی مختلف برای بازیاب، این مدلهای حرارتی مربوط به بازیاب در مدل پلی تروپیک آزمایش گردیده و از طریق مقایسه با نتایج آزمایشگاهی دقیقترین مدل حرارتی برای بازیاب معرفی گردیده است.