[rutracker-pro]

Двигатели Стирлинга / STIRLING ENGINES

Год выпуска: 1985
Автор: Уокер Г.
Жанр:Учебное пособие
Издательство: «Машиностроение»
Серия: -----
ISBN: -----
Формат: PDF/DjVu/(распознан)+DОС
Качество: Распознанный текст(OCR)
Количество страниц: 410
Язык : Русский
В книге изложены теория, расчет и конструирование двигателей различных модификаций, работающих по циклу Стирлинга. Описаны рабочие тела, системы регулирования, испытания и применения двигателей Стирлинга, даны их характеристики. Намечены перспективы развития. Для инженерно-технических работников различных отраслей промышленности, занимающихся вопросами исследования, проектирования и эксплуатации двигателей..

Двигатель Стирлинга — это машина, работающая по замкнутому термодинамическому циклу, в которой циклические процессы сжатия и расширения происходят при различных уровнях температур, а управление потоком рабочего тела осуществляется путем изменения его объема. Этот принцип положен в основу преобразования теплоты в работу или, наоборот, работы в теплоту.
Данное определение является обобщенным для большого семейства машин Стирлинга, раз-личающихся по своим функциям, характеристикам и конструктивным схемам. Эти двигатели могут быть роторными и поршневыми с конструктивной схемой различной степени сложности. Указанные машины способны работать как двигатели, тепловые насосы, холодильные установки и генераторы давления.
Вместе с тем существуют и машины, работающие по открытому циклу, в которых управ¬ление потоком рабочего тела осуществляется с помощью клапанов. Такие машины более точно могут быть названы двигателями Эриксона. Между двумя типами этих машин, как правило, не делается никакого различия, поэтому название «двигатель Стирлинга» употребляется для всех без исключения типов регенеративных машин. Различные названия двигателей Стирлинга
Двигатели Стирлинга имеют множество различных названий. Наиболее характерные из них — это тепловые воздушные или тепловые газовые двигатели. Обычно им присваивают и специфические названия — двигатели Хейнричи, двигатели Робинсона, двигатели
Ренкина—Напира и т. п. Это приводит к неоднозначности в их терминологии. Очевидно, что выражение «цикл Стирлинга» применимо только для идеального термодинамического цикла, а название «двигатель Стирлинга» — для определенной разновидности машин. С точки зрения принципа действия рассматриваемого двигателя наиболее правильным было бы название «тепловая регенеративная машина», но вводить этот термин в настоящее время слишком поздно, поэтому в дальнейшем во всех случаях будет широко использоваться лишь одно название «двигатель Стирлинга». Четкое различие всегда можно сделать лишь между теми машинами, в которых управление потоком рабочего тела осуществляется или путем изменения его (двигатели Стирлинга), или с помощью клапанов (двигатели Эриксона). Следует отметить, что описанные машины имеют совершенно различные характеристики. В данной книге рассматриваются только двигатели Стирлинга. Термин «двигатели Стирлинга» как основное название регенеративных с замкнутым циклом тепловых машин, стал применяться недавно. По-видимому, это название исходит из исследовательских лабораторий фирмы «Филипс» и относится к 1954 г. До тех пор их называли тепловыми воздушными двигателями или присваивали имена их изобретателей - Баккета, Венама, Лемана, Стирлинга и т. п. Использование в двигателях в середине 50-х гг. фирмой «Филипс» водорода и гелия в качестве рабочего тела взамен ранее приметавшегося воздуха сделало неприемлемым их прежнее название. Попытка назвать их «тепловыми газовыми двигателями фирмы «Филипс» оказалась менее удачной, чем просто «двигатели Стирлинга»; это название уже прочно вошло в современную терминологию.

Глава 1. Состояние развития двигателей Стирлинга 9
Различные названия двигателей Стирлинга 9
Ранний период истории развития двигателей Стирлинга 10
Возрождение двигателя Стирлинга 13
Перспективы развития двигателей Стирлинга 17
Идеальный цикл Стирлинга 17
Цикл Эриксона 22
Смешанные циклы 22
Действительный регенеративный цикл двигателя Стирлинга 31
Глава 2. Теоретический анализ работы двигателей Стирлинга 36
Введение 36
Идеальный цикл Стирлинга 38
Изменения параметров в цикле 38
Цикл Шмидта 39
Основные уравнения 40
Адиабатный цикл Финкелыптейна 46
Узловые методы анализа 50
Глава 3. Предварительный этап проектирования двигателей Стирлинга 57
Введение 57
Материалы, используемые для цилиндров двигателя 60
Влияние некоторых тепловых факторов на работу двигателей Стирлинга 61
Условия работы рабочих и вытеснительных поршней 63
Уплотнения 67
Вопросы смазывания 70
Подшипники 71
Основные конструктивные параметры 72
Обобщенные графики 78
Рабочее тело 80
Глава 4. Классификация механических систем 82
Введение 82
Классификация двигателей Стирлинга 83
Классификация двигателей Эриксона 92
Глава 5. Теплообменники в двигателях Стирлинга 94
Введение 94
Назначение теплообменников 95
Распределение температур и тепловой баланс двигателя Стирлинга 95
Влияние нестационарного режима движения потока рабочего тела 98
Некоторые вопросы проектирования теплообменников 101
Нагреватели 102
Непрямой способ нагрева 105
Холодильники 106
Регенераторы 107
Подогреватели 121
Глава 6. Рабочие тела двигателей Стирлинга 124
Введение 124
Газообразные рабочие тела 125
Вопросы безопасности 135
Смешанные рабочие тела 138
Химически реагирующие рабочие тела 154
Жидкие рабочие тела 157
Глава 7. Рабочие характеристики двигателей Стирлинга 161
Введение 161
Идеальные максимальная мощность и КПД 161
Действительный цикл 162
Тепловые потери 163
Влияние трения на мощность и КПД двигателя 165
Вспомогательные агрегаты двигателя 166
Рабочие характеристики двигателей 167
Характеристики токсичности отработавших газов 171
Уровень шума 173
Пуск двигателя 174
Реакция двигателя на изменение нагрузки 175
Удельная масса двигателя 175
Экономические показатели двигателей Стирлинга 176
Двигатели Стирлинга, использующие воздух как рабочее тело 177
Глава 8. Системы регулирования двигателей Стирлинга 186
Введение 186
Системы регулирования режимов работы двигателей Стирлинга изменением температуры
нагревателя 188
Системы регулирования мощности 190
Глава 9. Свободнопоршневые двигатели Стирлинга 203
Введение 204
Вопросы динамики свободнопоршневого двигателя 204
Силы, действующие в рабочей полости двигателя 207
Типы двигателей 208
Некоторые аспекты термодинамической и динамической оптимизации 215
Вопросы конструирования свободнопоршневых двигателей 217
Преимущества отбора мощности при возвратно-поступательном движении 221
Потребители двигателей Стирлинга с возвратно-поступательным движением 222
Области применения свободнопоршневых двигателей для привода насосов для циркуляции
крови 226
Некоторые характеристики двигателей 227
Дальнейшие области исследований двигателей Стирлинга 228
Заключение 229
Глава 10. Двигатели Стирлинга фирмы «Филипс» 229
Введение 229
Начальный период 229
Период развития криогенных газовых машин 234
Период развития двигателей с ромбическим приводом 234
Период развития двигателей двойного действия 244
Исследования различных систем двигателей Стирлинга 252
Глава 11. Двигатели Стирлинга фирмы «Дженерал Моторс» 254
Введение 254
Двигатели исследовательских лабораторий фирмы «Дженерал Моторс» 256
Отделение электродвижителей 263
Отделение "Аллисон" и проект двигателя Стирлинга для солнечной космической энергоус¬тановки 265
Краткие выводы 266
Заключение 272
Глава 12. Двигатели Стирлинга фирмы MAN/MWM 273
Введение 273
Сравнение двигателей Стирлинга с дизелями 276
Схемы расположения цилиндров, кривошипов коленчатого вала и порядок работы цилин¬дров в двигателях Стирлинга фирмы MAN/MWM 280
Двигатели с турбокомпрессором и многоступенчатой системой сгорания 282
Глава 13. Двигатели Стирлинга фирмы «Юнайтед Стирлинг» 285
Введение 285
Транспортные двигатели одностороннего (простого) действия 286
Двигатели двойного действия 289
Промышленные типы двигателей 291
Разработка отдельных узлов и систем 293
Вопросы стоимости и применения двигателей Стирлинга 301
Глава 14. Двигатели Стирлинга для автомобильного транспорта 303
Введение 303
Повышение интереса к двигателям Стирлинга в США 304
Автомобильные двигатели с тепловыми аккумуляторами 307
Применение двигателей Стирлинга для подземных транспортных средств 313
Регенеративное торможение 314
Глава 15. Двигатели Стирлинга для систем искусственного сердца 316
Введение 316
Общие положения 317
Двигатель для системы искусственного сердца фирмы «Мак-Доннелл-Дуглас» .... 321
Двигатель для системы искусственного сердца фирмы «Аэроджет-Дженерал» 326
Двигатель для системы искусственного сердца фирмы «Термо-Электрон» 332
Двигатель для системы искусственного сердца фирм «Вестингауз»/«Филипс» 336
Заключение 342
Глава 16. Двигатели Стирлинга для подводных и космических энергоустановок 343
Введение 343
Источники энергии 343
Тепловые преобразователи 345
Двигатели Стирлинга для космических энергоустановок 347
Двигатели Стирлинга для подводных энергоустановок 349
Системы с тепловыми аккумуляторами 350
Системы с окислением (сжиганием) металлов 354
Глава 17. Двигатели Стирлинга для тепловых насосов, стационарных энергосистем и системы полного энергоснабжения 358
Введение 358
Тепловые насосы 359
Двигатели Стирлинга для тепловых насосов с циклом Ренкина 363
Стационарные энергосистемы 366
Работа двигателей в синхронном режиме 370
Глава 18. Модели двигателей Стирлинга 373
Введение 373
Двигатели с регенеративным вытеснителем 375
Конкурс модельных двигателей Стирлинга 376
Перспективы развития двигателей Стирлинга 378
Термины, используемые в тексте 379
Список литературы и некоторые рекомендации 383
Дополнительный перечень сокращенных обозначений, приводимых в тексте книги 385
Список литературы 386

Распознан (с ош.) и сформирован в PDF - внутреняя навигация с поиском по тексту и копированием + DjVu (ущербный эконом-вариант)+DОС (в хорошем качестве), всё можно скачать раздельно.