РЕГЕНЕРАТОР

На мощность и экономичность двигателя Стирлинга большое влияние оказывает регенератор. Он действует как тепловой ак­кумулятор, то принимая теплоту от рабочего тела при прямом его течении, то отдавая ее при обратном течении рабочего тела между горячим и холодным пространствами.

Эффективность регенератора определяется как отношение ко­личества передаваемой теплоты к тому количеству теплоты, ко­торое могло бы быть передано рабочим телом к насадке реге­нератора в идеальном случае (бесконечно большой коэффици­ент теплопередачи, идеальный рабочий газ, отсутствие тепло­вых п’отерь и т. д.).

Конструктивно регенератор может быть выполнен концент­рическим (рис. 65), когда он монтируется непосредственно на гильзе цилиндра, либо цилиндрическим (см. рис. 59 и 60), когда несколько таких регенераторов, приходящихся на один цилиндр, монтируется вокруг цилиндра или на части его окружности.

Регенератор, изображенный на рис. 65, состоит из двух кон­центрических втулок 2 и 4 и насадки 5. Эти детали изготовле­ны из материала с низкой теплопроводностью (нержавеющая сталь, титан, металлокерамика и т. п.) во избежание «теплового замыкания», при котором теплота от нагревателя по втулкам регенератора непосредственно передается охладителю, увеличи­вая тем самым потери в цикле. Материал насадки должен иметь высокую теплоемкость, незначительную теплопроводность, высо­кую термостойкость, а также быть химически нейтральным к рабочему телу. С целью уменьшения температурного напора геометрическая форма насадки должна обладать наибольшей поверхностью теплообмена, приходящейся на единицу объема. В то же время мертвые объемы регенератора и их гидравличе­ское сопротивление должны быть возможно малыми.

В качестве насадки для регенератора двигателя Стирлинга в настоящее время наиболее часто используются «галеты», спрессованные из тонкой проволочной путанки диаметром 20— 60 мкм. Набором таких галет, толщиной 3—5 мм, заполняется рабочее пространство регенератора. Однако наиболее полно приведенным выше требованиям отвечают сетчатые насадки, представляющие собой диски, вырубленные из плетеных метал­лических сеток. Возможно также применение комбинированной насадки, когда «галеты» из проволочной путарп<и чередуются с дисками из металлической сетки.

Наиболее подходящим материалом для насадки регенерато­ров двигателя Стирлинга являются хромоиикелевые (нержаве-
юшис) стали, чистый пике ль, воль­фрам, молибден, металлокерамика в виде пористых структур и т. п. Применение насадки из этих мате­риалов позволяет поднять темпе­ратуру в горячей полости до 1200° С и тем самым увеличить эффектив­ность двигателя.

РЕГЕНЕРАТОР

О

подпись: о

Рис. 65. Регенератор концентриче­ской формы:

] — с> )и ипмнтельная сетки; 5 — Па­ру жми я нтулкл; 3 — диета шиюняое

Кольцо; 4 внутренняя птулка; 5 — насп. члп (матрица)

подпись: рис. 65. регенератор концентрической формы:
] — с> )и ипмнтельная сетки; 5 — пару жми я нтулкл; 3 — диета шиюняое
кольцо; 4 — внутренняя птулка; 5 — насп.члп (матрица)
При конструировании регенера­тора приходится искать компро­миссные решения для удовлетво­рения противоречивых требова­ний. Так. при одной и той же мас­се для обеспечения минимальных 1нлраилпчеекнх потерь насадка регенератора должна иметь высокую пористость (отношение свободного объема пор ко всему объему регенератора), небольшую длину и большое се­чение потока. С другой стороны, для улучшения теплообмена

Между насадкой и рабочим телом, уменьшения теплового по­тока по стенке корпуса регенератора и по насадке в осевом на­правлении следует увеличить длину и уменьшить сечение по­тока (диаметр), а также пористость насадки.

В виду такого противоположного влияния геометрических размеров на тепловую и гидравлическую эффективность реге­нератора существуют вполне определенные рациональные со­отношения между длиной регенератора и его диаметром а также между его мертвым объемом 17рв, т. е. объемом реге­нератора, заполненным рабочим телом, и рабочим объемом ци­линдра т/;(, которые обеспечивают наилучшую эффективность регенератора в двигателе Стирлинга. Для заданной массы на­садки можно рекомендовать /,р/£15= 1,3-^2,0 и У^Уь — = 0,6-0,9.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *