Көрулер: 182 Автор: Сайт редакторы Жариялау уақыты: 2025-06-17 Шығу уақыты: Сайт
Та Тегін поршеньді стерлинг салқындатқышы (FPSC) тиімді салқындату және энергияны конверсиялаудың негізгі технологиялық жетістігін ұсынады. Дәстүрлі тоңазытқыш немесе қозғалтқыш жүйелерінен айырмашылығы, FPSCS қалпына келтіру циклін қалпына келтіреді, қалпына келтірілген жылу алмасумен және сыртқы жылу көздерімен сипатталатын жабық термодинамикалық циклды пайдаланады. Бірақ оларды шынымен ерекшелейтін нәрсе - олардың бірегей еркін поршеньдік дизайны , ол механикалық иінді білікке қажеттілікті жояды. Бұл үйкелісті, тозуға және энергияның жоғалуын азайтады.
Енді біз тиімділігі туралы сөйлескен кезде тегін поршеньді стерлинг қозғалтқышының , талқылау техникалық тұрғыдан күрделі және қызықты болады. Бұл тұрғыдағы тиімділік тек жылу конверсиясы туралы ғана емес, сонымен бірге ең , аз қуат тұтыну және үнсіз жұмыс туралы . Осы жүйелердің жұмыс істейтініне, олардың тиімділігін анықтайтын өлшемдерге және оларды келесі буынның тоңазытқыш және энергияны қалпына келтіру жүйелеріне жарамды етіп тастайық.
FPSC жүрегінде екі негізгі компоненттен тұратын мөрленген цилиндр болып табылады: поршень және ығыстырғыш . Бұл компоненттер механикалық түрде байланыстырылмаған, бірақ оның орнына, жұмыс газының қысым өзгеруі арқылы, әдетте гелий немесе сутегі арқылы үйлеседі.
Термодинамикалық цикл:
Кеңейту кезеңі - жылу ыстық жағынан сіңеді, газды кеңейтіп, поршеньді итереді.
Аударым фазасы - газдың суық ұшына қалдық жылуды түсіретін қалпына келтіруші арқылы суық ағындар.
Сығымдау кезеңі - салқындатылған газ сығылады, өйткені поршень ішке қарай жылжиды.
Қайтару кезеңі - газ Цикл қайталанатын ыстық жағына ауыстырылады.
Себебі иінді білік немесе сырғанау пломбалары жоқ, механикалық шығындар азайтылады , бұл жалпы тиімділікке айтарлықтай ықпал етеді.
А Тегін, поршеньді стерлинг қозғалтқышын екі перспективадан қарауға болады: жылу тиімділігі және жүйенің тиімділігі . Жылу тиімділігі қозғалтқыштың жылу энергиясын механикалық энергияға қалай тиімді түрлендіретініне жатады, ал жүйенің тиімділігі электроника және жылу алмастырғыштар сияқты қосалқы құрамдас бөліктерге жоғалған энергияны қамтиды.
Стирлинг қозғалтқыштарының теориялық термиялық тиімділігі жақын кароттың тиімділігіне , бұл ыстық және суық көздер арасындағы температура айырмашылығынан туындады. Мысалы, ыстық көзбен 500 К және суық раковина 300 Кте суық:
ηCARNOT = 1-300500 = 1-300500 = 1-300500 0.4 немесе 40% eta_ {carrac} frac {суық} {суық}} {ul} {ul}} = 1 - {300} {300} {500} = 0.4 мәтін {немесе} 40 % %CARNOT = 1-Thottcold = 1-500300 = 0,4 немесе 40%
Нақты әлемдік қосымшаларда еркін поршеньді басқару қозғалтқыштары, әдетте, жылу көзі сапасына, регенератордың тиімділігіне және жүйелік конфигурацияға байланысты жылу тиімділікке 30% -35% құрайды.
Салқындату кезінде пайдаланылатын FPSCS үшін басқа к рсеткіштер - бұл өнімділік коэффициенті (COP) . COP:
Cop = qcoolingwinputcop = frac {Q_ {Q_ {{{}} {W_ {INPUT}}} cop = winPutQooling
Тиімді FPSCS 1,5-тен 2,5-ке дейін, 1,5-тен 2,5-ке дейін. жұмыс жағдайына байланысты Демек, олар олар тұтынатын электр энергиясынан 1,5-2,5 есе көп салқындата алатындығын білдіреді, олар оларды дәл салқындату үшін тиімді етеді.
Бірнеше дизайн және пайдалану параметрлері нақты тиімділігіне әсер етеді FPSC жүйесі :
| фактор | сипаттамасы |
|---|---|
| Жұмыс сұйықтығы | Сутектер жоғары жылу өткізгіштік ұсынады, бірақ мықты тығыздауды қажет етеді. |
| Жылу алмастырғыш дизайн | Жылу градиенті мен тиімділігіне тікелей әсер етеді. |
| Регенератор материалы | Жылу энергиясын сақтау және қайта өңдеу үшін маңызды. |
| Инсульт ұзындығы мен жиілігі | Бұл реттеу синхрондауды және термодинамикалық балансты жақсартады. |
| Жүктеме шарттары | Сыртқы жылу жүктемесі тиімділік қисығы динамикалық түрде әсер етеді. |
Бұл айнымалылардың әрқайсысы максималды өнімділікке жету үшін ұсақтаулары керек. Мысалы, нашар жасалған регенератор жүйенің тиімділігін 20% -дан асады.
FPSC технологиясы талап ететін салаларда тез арада қабылданады жоғары дәлдік пен энергия тиімділігін , мысалы:
Медициналық тоңазытқыш (қан және вакцинаны сақтау)
Ғарыш аппараттарының жүйелері (аспаптарға арналған криогенді салқындату)
Портативті мұздатқыштар (тор немесе күн қуаты бар құрылғылар)
Сенсор жүйелері (инфрақызыл және жылу бейнелеуді салқындату)
Барлық осы сценарийлерде сақтау тиімділікті энергияның аз мөлшері төмен өте маңызды. FPSCS Excels Бұл жағдайда олардың дірілсіз және мөрленген жұмысына байланысты.
Мойынтіректер немесе иінді тақталар сияқты механикалық контакт компоненттерінің жетіспеушілігінің арқасында FPSCS 100 000-нан асады . минималды техникалық қызмет көрсетумен
Жоқ. Тегін поршеньдік жүйелер іс жүзінде үнсіз . Иінді басқаратын бөліктердің жоқтығы және дірілдің азаюы оларды шу алаңдайтын ортаға мінсіз етеді.
Абайл. Тегін поршеньді стерлинг салқындатқыштары үйлеседі күн жылу, биомасса және қалдықтарды жылу көздерімен . Бұл икемділік торлы немесе эко-сезімтал қосымшалардың тиімділігін арттырады.
жетістіктер соңғы , AI негізіндегі басқару жүйелеріндегі , және нано-инженерлік регенераторлар конвертті итермелейді ТЕГІН поршеньді стерлингтік салқындатқыштар одан әрі. Бұл оқиғалар тек полиция мен қызмет мерзімін жақсартып қана қоймай, сонымен қатар өндіріс шығындарын азайту, сонымен қатар технологияны кеңірек қосымшаларға қол жетімді ету.
ТПКС -ті интеграциялау термоэлектрлік салқындатқыштармен немесе күн коллекторларымен , әр түрлі климатта және энергетикалық жағдайларға бейімделуді арттыру үшін дамуда. Сұраныс жасыл, тыныштық және энергия үнемдейтін жүйелер үшін өсуде, FPSCs жылу менеджменттің болашағын қайта қалыптастыруда жетекші рөл атқарады.
