WikiDer > Двигатель Fluidyne

Fluidyne engine
Это вариант Fluidyne с твердым поршнем буйка (3). На рисунке -a-, когда вытеснитель перемещается из холодного пространства сжатия (2) в горячее пространство расширения (4) на рисунке -b-, температура газообразной рабочей жидкости увеличивается. Это увеличивает давление газообразной рабочей жидкости, и когда она расширяется, работа выполняется с (красным) жидкостным поршнем, когда он проталкивается через трубку.
схематическое изображение U-образного двигателя Fluidyne.
Насосный двигатель Fluidyne с концентрическими цилиндрами. Топологически эквивалентен конструкции U-образной трубы.

А Двигатель Fluidyne это альфа- или гамма-тип двигатель Стирлинга с одним или несколькими жидкостными поршнями. Он содержит рабочий газ (довольно часто воздуха), а также либо два жидкостных поршня, либо один жидкостный поршень и вытеснитель.[1]

Двигатель был изобретен в 1969 году.[2] Двигатель был запатентован в 1973 году Управлением по атомной энергии Великобритании.[3][2]

Работа двигателя

Рабочий газ в двигателе нагревается, и это заставляет его расширяться и давить на столб воды. Это расширение охлаждает сжатый воздух, в то же время отталкиваясь от веса вытесненного водяного столба. Затем цикл повторяется.

Версия с U-образной трубкой не имеет движущихся частей в двигателе, кроме воды и воздуха, хотя в насосе есть два обратных клапана. Этот двигатель работает в естественном резонансном цикле, который «настраивается» путем регулировки геометрии, обычно с помощью «настроечной трубки» воды.

Двигатель как насос

В классической конфигурации работа, производимая водяными поршнями, объединена с водяным насосом. Простой насос находится вне двигателя и состоит из двух обратные клапаны, один на входе и один на выходе. В двигателе контур колеблющейся жидкости можно рассматривать как поршень буйка. Жидкость в единственной трубке, идущей к насосу, действует как силовой поршень. Традиционно насос открыт для атмосферы, а гидравлический напор небольшой, так что абсолютное давление в двигателе близко к атмосферное давление.[2][4][5]

Демонстрационное видео

Испытание модельного двигателя Fluidyne.
Деталь смещения уровня воды в самой левой вертикальной трубе.

На видео показана работа двигателя Fluidyne с U-образной трубкой. Горячая труба нагревается с помощью тепловой пушки, и колебания водяного столба развиваются до устойчивое состояние уровень. Второе видео показывает детали фактического вытеснения воды.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ А. Романелли "Двигатель Fluidyne", Американский журнал физики 87, 33 (2019), Дои:10.1119/1.5078518 arXiv:1812.11100
  2. ^ а б c Уэст, К. Д. (август 1987 г.). "Двигатели Стирлинга и ирригационная помпа" (PDF). Национальная лаборатория Ок-Ридж. Архивировано из оригинал (PDF) 24 мая 2011 г.. Получено 6 августа, 2011. Этот отчет был подготовлен в поддержку проекта по применению возобновляемых источников энергии и обучению, спонсируемому Агентством США по международному развитию, техническую помощь которому оказывает ORNL. В нем кратко описаны характеристики, которых можно достичь с помощью различных типов ирригационных насосов с приводом от двигателя Стирлинга. Некоторый акцент сделан на очень простых жидкостных поршневых двигателях, которые были предметом исследований в последние годы и подходят для производства в менее развитых странах. В дополнение к приведенным здесь результатам (возможные пределы M4 и напора для двигателей разных размеров и различных условий эксплуатации) метод расчета описан достаточно подробно, чтобы инженеры могли применить эти методы для сравнения к другим конструкциям двигателей Стирлинга. [1]
  3. ^ GB1329567 (A) - ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЬНОГО ЦИКЛА
  4. ^ Уэст, К. Д. (1983). Жидкостные поршневые двигатели Стирлинга. Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд. стр.7. ISBN 978-0-442-29237-9.
  5. ^ Свифт, Г. (1999). Термоакустика: объединяющая перспектива для некоторых двигателей и холодильников. п. 300. ISBN 978-0-735-40065-8.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка