Որն է ազատ մխոց stirling շարժիչի արդյունավետությունը:

Ներածություն

Է Ազատ Piston Stirling Cooler- ը (FPSC) ներկայացնում է արդյունավետ սառեցման եւ էներգետիկ փոխարկման հիմնական տեխնոլոգիական առաջխաղացում: Ի տարբերություն սառնարանային կամ շարժիչային համակարգերի, FPSC- ն օգտագործում է Stirling Cycle- ը `փակ ջերմոդինամիկ ցիկլը, որը բնութագրվում է վերականգնող ջերմափոխանակման եւ ջերմության արտաքին աղբյուրներով: Բայց այն, ինչն իրոք առանձնացնում է նրանց, նրանց եզակի ազատ մխոց դիզայնն է , որը վերացնում է մեխանիկական լեռնաշղթայի անհրաժեշտությունը: Սա կտրուկ նվազեցնում է շփումը, մաշվածությունը եւ էներգիայի կորուստը:

Այժմ, երբ մենք խոսում ենք արդյունավետության մասին ազատ մխոց շողոքորթ շարժիչի , քննարկումը դառնում է ինչպես տեխնիկապես բարդ, այնպես էլ հետաքրքրաշարժ: Այս համատեքստում արդյունավետությունը ոչ միայն ջերմային փոխակերպման մասին է, այլեւ մեխանիկական հուսալիության , ցածր էներգիայի սպառման եւ լուռ գործողության մասին : Եկեք սուզվենք, թե ինչպես են գործում այս համակարգերը, այն չափումները, որոնք սահմանում են դրանց արդյունավետությունը, եւ ինչը նրանց հարմար է դարձնում հաջորդ սերնդի սառնարանային եւ էներգետիկ վերականգնման համակարգերի համար:

Ինչպես է աշխատում անվճար մխոց stirling շարժիչը

FPSC- ի սրտում կնքված մխոց է, որն ունի երկու հիմնական բաղադրիչ, մխոց եւ տեղահանում : Այս բաղադրիչները մեխանիկորեն կապված չեն, բայց փոխարենը փոխարկվում են աշխատանքային գազի ճնշման տատանումների, սովորաբար հելիումի կամ ջրածնի միջոցով:

Թերմոդինամիկ ցիկլ.

1. Ընդարձակման փուլ - He երմությունը ներծծվում է տաք կողմից, ընդլայնելով գազը եւ մխոցը մղել:

2. Փոխանցման փուլ - Գազը հոսում է ցուրտ ավարտին վերածնված ջերմության վերականգնման միջոցով:

3. Սեղմման փուլ - Սառեցված գազը սեղմվում է, երբ մխոցը շարժվում է դեպի ներս:

4. Վերադարձի փուլ - Գազը տեղափոխվում է դեպի թեժ կողմը, որտեղ ցիկլը կրկնում է:

Քանի որ չկա լեռնաշղթա կամ լոգարիթմական կնիքներ, մեխանիկական կորուստները նվազագույնի են հասցվում , ինչը զգալիորեն նպաստում է ընդհանուր արդյունավետությանը:

Ազատ մխոցային շարժիչ շարժիչների արդյունավետության գնահատում

Ա ​ Անվճար մխոց Stirling Engine- ը կարելի է դիտարկել երկու տեսանկյունից. Ther երմային արդյունավետությունը եւ համակարգի արդյունավետությունը : Mal երմային արդյունավետությունը վերաբերում է, թե որքանով է շարժիչը ջերմությունը վերածում մեխանիկական էներգիայի, մինչդեռ համակարգի արդյունավետությունը ներառում է էլեկտրոնիկայի եւ ջերմափոխանակիչների նման օժանդակ բաղադրիչների համար:

Mal երմային արդյունավետություն

Stirling շարժիչների տեսական ջերմային արդյունավետությունը մոտ է CARNOT- ի արդյունավետությանը , ինչը առավելագույն հնարավոր արդյունավետությունն է տաք եւ ցուրտ աղբյուրների միջեւ ջերմաստիճանի տարբերությամբ թելադրված ջերմաստիճանի տարբերությունը: Օրինակ, թեժ աղբյուրով 500 Կ-ում եւ 300 Կ-ում սառը լվացարան.

ηcarnot = 1-tcoldthot = 1-300500 = 0.4 կամ 40% eta_ {carnot = 1 ցուրտ}}} {t_ {տաք}} = 1-4 կամ 0.4 կամ 0.4 կամ 40%

Իրական աշխարհի ծրագրերում անվճար մխոց stirling շարժիչները սովորաբար հասնում են 30% -35% ջերմային արդյունավետության , կախված ջերմության աղբյուրի որակից, ռեգեներատորի արդյունավետությունից եւ համակարգի կազմաձեւից:

Էլեկտրական մուտք VS Cooling ելք (Ոստիկաններ)

Սառեցման մեջ օգտագործվող FPSC- ների համար մեկ այլ հիմնական մետր է կատարման գործակիցը (Ոստիկաններ) : Ոստիկաններն սահմանվում են որպես.

COP = qcoolingwinputcop = frac {Q_ {Cooling} {w_ {մուտք}} COP = WINPUTQCOOLING

Արդյունավետ FPSC- ները կարող են հասնել 1.5-ից 2.5-ի Ոստիկաններն , կախված գործառնական պայմաններից: Դա նշանակում է, որ նրանք կարող են արտադրել 1,5-2,5 անգամ ավելի սառեցնող էներգիա, քան իրենց սպառած էլեկտրական էներգիան, դրանք դարձնելով խիստ սառեցման առաջադրանքների համար:

Հիմնական գործոններ, որոնք ազդում են արդյունավետության վրա

Մի քանի դիզայնի եւ գործառնական պարամետրերը ազդում են անելիքի իրական արդյունավետության վրա FPSC համակարգ .

Գործարար	նկարագրություն
Աշխատանքային հեղուկ	Hyd րածինը առաջարկում է ավելի բարձր ջերմային հաղորդունակություն, բայց պահանջում է ավելի ուժեղ կնքումը:
He երմափոխանակիչի ձեւավորում	Ուղղակիորեն ազդում է ջերմային գրադիենտի եւ արդյունավետության վրա:
Վերականգնողական նյութ	Կարեւոր է ջերմային էներգիան պահպանելու եւ վերամշակելու համար:
Կաթի երկարություն եւ հաճախականություն	Դրանք կարգավորելը բարելավում է համաժամացումը եւ ջերմոդինամիկ հավասարակշռությունը:
Բեռի պայմանները	Արտաքին ջերմային բեռները դինամիկորեն ազդում են արդյունավետության կորի վրա:

Այս փոփոխականներից յուրաքանչյուրը պետք է մանրակրկիտ կարգավորված լինի առավելագույն կատարման հասնելու համար: Օրինակ, վատ ձեւավորված ռեգեներատորը կարող է նվազեցնել համակարգի արդյունավետությունը ավելի քան 20% -ով:

Ծրագրեր, որտեղ առավելագույնն է արդյունավետությունը

FPSC տեխնոլոգիան արագորեն ընդունվում է այնպիսի ոլորտներում, որոնք պահանջում են բարձր ճշգրտություն եւ էներգաարդյունավետություն , ինչպիսիք են.

• Բժշկական սառնարան (արյան եւ պատվաստանյութերի պահպանում)

• Տիեզերանավերի համակարգեր (Cryogenic Cooling գործիքների համար)

• Դյուրակիր սառեցում (արտազատման կամ արեւային աշխատող սարքեր)

• Սենսորային համակարգեր (ինֆրակարմիր եւ ջերմային պատկերապատման սառեցում)

Այս բոլոր սցենարներում, կատարողականի պահպանումը հետեւողական էներգիայի ցածր մուտքով շատ կարեւոր է: FPSCS Excel- ը `այս պայմաններում` իրենց թրթռման եւ կնքված գործողության պատճառով:

FAQ- ն անվճար մխոցով Stirling Engine- ի արդյունավետության մասին

Որն է FPSC- ի բնորոշ կյանքի տեւողությունը:

Առանցքակալների կամ ճարմանդների նման մեխանիկական կոնտակտային բաղադրիչների բացակայության շնորհիվ FPSC- ները կարող են ավելի քան 100,000 ժամ աշխատել նվազագույն պահպանմամբ:

Արդյոք նրանք աղմկոտ են ավանդական կոմպրեսորների համեմատ:

Ոչ. Ազատ մխոց համակարգերը գործնականում լռում են : Կռունկով շարժվող մասերի բացակայությունը եւ նվազեցված թրթռումը նրանց համար իդեալական է դարձնում այն միջավայրերը, որտեղ աղմուկը մտահոգիչ է:

Կարող է FPSC- ն գործարկել վերականգնվող ջերմային աղբյուրների վրա:

Բացարձակապես Ազատ մխոց stirling սառնարանները համատեղելի են արեւային ջերմային, կենսազանգվածի եւ թափոնների ջերմության աղբյուրների հետ: Այս ճկունությունը խթանում է դրանց արդյունավետությունը արտաճանապարհային կամ էկոլոգիապես զգայուն ծրագրերում:

Ապագա Outlook եւ նորարարություններ

վերջին առաջխաղացումները Smart Material- ի , AI- ի վրա հիմնված կառավարման համակարգերի եւ նանոարտադրված ռեգեներատորների հրում են կատարողական ծրարը Անվճար մխոցներ, որոնք ավելի շատ զովացուցիչներ են տալիս: Այս զարգացումները ոչ միայն բարելավում են Ոստիկաններն ու կյանքի տեւողությունը, այլեւ նվազեցնում են արտադրության ծախսերը, տեխնոլոգիան մատչելի դարձնելով ավելի լայն ծրագրերի համար:

Հիբրիդային մոդելներ , FPSC- ների ինտեգրումը ջերմամեկուսիչ հովացուցիչներով կամ արեւային կոլեկցիոներներով , մշակման փուլում են `կլիմայի եւ էներգիայի բազմազան պայմաններում հարմարվողականությունը բարձրացնելու համար: Քանի որ պահանջարկը աճում է կանաչի, հանգիստ եւ էներգաարդյունավետ համակարգերի համար, FPSC- ն, ամենայն հավանականությամբ, գլխավոր դեր կխաղա ջերմային կառավարման ապագայի վերափոխման գործում: