مدل‌سازی و بهبود عملکرد یک موتور استرلینگ نوع بتا جهت تولید همزمان گرمایش و برق

Abstract

در مقاله حاضر یک موتور استرلینگ نوع بتا جهت تولید همزمان گرمایش و برق (CHP) پیشنهاد شده است. مزایای آنها از جمله انعطاف پذیری در سوخت و منبع گرمایی، سر و صدای کم و راندمان گرمایی بالاتر می­باشند. همچنین در فرایند تولید قدرت، مقداری گرما به محیط دفع می­گردد، که قابل بازیابی است و بنابراین آنها پتانسیل مناسبی جهت تولید همزمان دارند. در این پژوهش، مدل به کار رفته جهت تحلیل عملکرد، آدیاباتیک غیرایده­آل می­باشد، که تلفات گرمایی و اصطکاکی در اجزای مختلف موتور لحاظ شده است. شبیه­سازی عملکرد سیستم توسط یک کد عددی توسعه داده شده با نرم افزار MATLAB صورت گرفته است. برای اعتبار سنجی مدل، از مشخصات موتور استرلینگ GPU-3 استفاده شده و با نتایج آزمایشگاهی و مدل­های گذشته مقایسه شده است. سپس یک موتور استرلینگ نوع بتا جهت تولید همزمان گرمایش و برق پیشنهاد گردید. همچنین تاثیر دور موتور، طول بازیاب و دمای منبع گرم روی راندمان الکتریکی و CHPمورد بررسی قرار گرفت. در نهایت توان الکتریکی 11263 W و توان گرمایی 21653 W با راندمان الکتریکی 27.78% و راندمان CHPبرابر با 81.19% حاصل گردید.