SU1019094A1

SU1019094A1 - Thermodynamic model of engine with exterior heat supply

Info

Publication number: SU1019094A1
Application number: SU813352028A
Authority: SU
Inventors: Виргилиюс Юозович Краликаускас
Original assignee: Kralikauskas Virgiliyus Yu
Priority date: 1981-10-29
Filing date: 1981-10-29
Publication date: 1983-05-23

Abstract

1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержаща по меньшей мере один цилиндр с помещенным в него подвижным регенератором, отдел ющим друг от друга гор чую и холодную полости. привод регенератора и камеру и отбора мощности , отделенную от ходовой -полости при помощи герметичной гибкой перегородки, отличающа с тем, что, с целью расширени диапазона исследуемых параметров, привод регенератора выполнен электромагнитным в виде двух индуктивных катушек переменной пол рности, подключенных к источнику тока через блок управлени частотой , причем одна из катущек установлена неподвижно в камере отбора мощности, а втора размещена в регенераторе. 2. Модель по п. 1, отличающа с тем, что герметична гибка перегородка выполнена конусной.1. THERMODYNAMIC MODEL OF THE ENGINE WITH AN EXTERNAL HEAT SUPPLY With at least one cylinder placed in it a moving regenerator separating the hot and cold cavities from each other. the drive of the regenerator and the camera and power take-off, separated from the travel-cavity by means of a sealed flexible partition, characterized in that, in order to expand the range of the parameters studied, the drive of the regenerator is electromagnetic in the form of two inductive coils of alternating polarity a frequency control unit, one of the rollers being fixed in the power take-off chamber, and the second placed in the regenerator. 2. The model according to claim 1, characterized in that the hermetic flexible partition is made conical.

Description

Изобретение относитс к двигателестроению и может быть использовано на модел х дл исследовани рабочего процесса двигател с внешним подводом теплоты.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to engine-building and can be used in models for investigating the working process of an engine with an external heat supply.

Известны термодинамические модели двигател с внешним подводом теплоты, содержаш ,ие по меньшей мере один цилиндр, с помещенным в него подвижным регенератором , отдел ющим друг от друга гор чую и холодную полости, привод регенератора и камеру отбора мощности, отделенную от холодной полости цри помощи герметичной гибкой перегородки 1.Thermodynamic models of an engine with an external heat supply are known, containing at least one cylinder, with a moving regenerator placed in it, separating the hot and cold cavities from each other, the regenerator drive and the power take-off chamber, separated from the cold cavity by a sealed flexible bulkhead 1.

Однако в известных модел х угол опережени изменени холодной полости по фазе изменени гор чей полости вл етс величиной посто нной дл данной конструкции или измен етс в очень узком диапа зоне.However, in the known models, the angle of advance of the change in the cold cavity in the phase of change in the hot cavity is constant for this design or varies in a very narrow range.

Цель изобретени - расширение диапазона исследуемых параметров.The purpose of the invention is to expand the range of parameters under study.

Дл достижени поставленной цели в термодинамической модели двигател с внешним подводом теплоты, содержащем по меньшей мере один цилиндр с помещенным в него подвижным регенератором, отдел ющим друг от друга гор чую и холодную полости, привод регенератора и камеру отбора мощности , отделенную от холостой полости при помощи герметичной гибкой перегородки, привод регенератора выполнен электромагнитным в виде двух индуктивных катушек переменной пол рности, подключенных к источнику тока через блок управлени частотой , причем одна из катушек установлена неподвижно в камере отбора мощности, а втора размещена в регенераторе.To achieve this goal in a thermodynamic model of an engine with an external heat supply, containing at least one cylinder with a moving regenerator placed in it, separating the hot and cold cavities from each other, the regenerator drive and the power take-off chamber separated from the idle cavity by sealed flexible septum, the regenerator drive is made of electromagnetic in the form of two inductive coils of variable polarity, connected to the current source through a frequency control unit, one and coils fixedly mounted in the PTO chamber, and the second placed in the regenerator.

Герметична гибка перегородка может быть выполнена конусной.Hermetically flexible partition can be made conical.

На фиг. 1 схематически показана модель двигател с внешним подводом теплоты; на фиг. 2 - конусна мембрана.FIG. 1 schematically shows an engine model with an external heat supply; in fig. 2 - cone membrane.

Термодинамическа модель содержит по меньшей мере один цилиндр 1, с помещенным в него подвижным регенератором 2, отдел ющим друг от друга гор чую 3 и холодную 4 полости, заполненные рабочим теплом , и камеру 5 отбора мощности, отделенную от ходовой полости 4 гибкой герметичной перегородкой 6. Регенератор 2 выполнен в виде кольцевой катушки индуктивности , охватывающей центральный стержень 7, неподвижно закрепленный в одном из торцов цилиндра 1. Другой конец стержн 7 поддерживаетс кронштейном 8, установленным в камере 5.The thermodynamic model contains at least one cylinder 1, with a movable regenerator 2 placed in it, separating from each other a hot 3 and cold 4 cavities filled with working heat, and a power take-off chamber 5 separated from the running cavity 4 by a flexible hermetic partition 6 The regenerator 2 is made in the form of an annular inductor covering the central rod 7 fixedly mounted in one of the ends of the cylinder 1. The other end of the rod 7 is supported by a bracket 8 mounted in the chamber 5.

К гор чей полости 3 подключен нагреватель 9, выполненный в виде тепловых труб 10, а камера 5 отбора мощности снабжена снаружи охлаждающими ребрами 11.A heater 9, made in the form of heat pipes 10, is connected to the hot cavity 3, and the power take-off chamber 5 is provided outside with cooling fins 11.

В камере 5 отбора мощности установлен порщень 12 со щтоком 13, а объем между порщнем 12 и гибкой перегородкой 6 заполнен маслом. В выступающей в камеру 5 -части стержн 7 установлена неподвижна индуктивна катушка 14. Катушка 2 и 14 при помощи приводов 15 и 16 подключены к блоку управлени частотой - переключателю 17 посто нного тока. Наибольшие выступы 18 на стеике камеры 5 предназначены дл ограничени хода регенератора .In the power take-off chamber 5, a piston 12 with a brush 13 is installed, and the volume between the piston 12 and the flexible partition 6 is filled with oil. In the protruding part 7 of the rod 7, a fixed inductive coil 14 is mounted. The coil 2 and 14 are connected to a frequency control unit — a DC switch 17 — by means of drives 15 and 16. The largest projections 18 on the steak of chamber 5 are designed to limit the progress of the regenerator.

Дл снижени утечек тепла стержень 7 и регенератор 2 снабжены керамическимиTo reduce heat leaks, the rod 7 and the regenerator 2 are equipped with ceramic

проставками 19 и 20. С этой же целью регенератор 2 разделен пористыми керамическими перегородками 21 на отсеки.spacers 19 and 20. With the same purpose, the regenerator 2 is divided by porous ceramic partitions 21 into compartments.

Гибка геометрическа перегородка 6 может быть выполнена в виде конусной мембраны, изготовленной из тонкого листа стали 6 и состо щего из внешнего конуса 22, кра которого приведены к стенкам цилиндра 1, и внутреннего конуса 23, приваренного к стержню 7. Вершины конусов 22 и 23 соединены, а лини соединени изогнут в виде эластичной многоугольной звездочки (фиг. 2), причем углы ее могут мен ть свою величину при нагрузке жидкости на мембрану.The flexible geometric partition 6 can be made in the form of a conical membrane made of a thin sheet of steel 6 and consisting of an outer cone 22, the edges of which are led to the walls of the cylinder 1 and an inner cone 23 welded to the rod 7. The tops of the cones 22 and 23 are connected and the connecting line is bent in the form of an elastic polygonal asterisk (Fig. 2), and its angles can change their size when the fluid is loaded on the membrane.

Гор чий конец генератора 2 может быть выполнен в виде пористой волнистой металлической пластины 24, а холодный конец - в виде кольцевого металлического наконечника 25, форма которого совпадает с формой конической мембраны 6 в сжатом состо нии, при этом металлический наконечник 25 имеет продольные щели дл течени газов.The hot end of generator 2 can be made in the form of a porous corrugated metal plate 24, and the cold end in the form of an annular metal tip 25, the shape of which coincides with the shape of the conical membrane 6 in a compressed state, while the metal tip 25 has longitudinal slots for flow gases.

Модель работает следующим образом. При положении поршн 12 в крайнем правом положении, соответствующем верхней мертвой точке, переключатель 17 посылает по проводам 15 и 16 импульсы посто нного тока в катущку 14 индуктивности и регенератор 2 такой пол рности, где регенератор 2 оттталкиваетс катушкой 14 и перемещаетс в крайнее левое положение, а рабочее тело вытесн етс через поры регенератора в холодную полость 4. Рабочее тело, соприкаса сь со стенками, мембраны 6 охлаждаетс и при перемещении порщн 12 влево сжимаетс . При достижении поршнем 12 его нижней мертвой точки переключатель 17 мен ет пол рность импульсов посто нного тока на противоположную и сила электромагнитного взаимодействи перемещает регенератор 2 вправо, причем максимальный его ход ограничиваетс выступами 18. При этом рабочее тело вытесн етс The model works as follows. When the piston 12 is in the extreme right position, corresponding to the top dead center, the switch 17 sends, by wires 15 and 16, DC pulses to the inductor 14 and a regenerator 2 of such polarity, where the regenerator 2 is repelled by the coil 14 and moves to the leftmost position, and the working fluid is expelled through the pores of the regenerator into the cold cavity 4. The working fluid, in contact with the walls, of the membrane 6 is cooled and when moving the pressure gauge 12 to the left is compressed. When the piston 12 reaches its lower dead point, the switch 17 changes the polarity of the DC pulses to the opposite one and the force of the electromagnetic interaction moves the regenerator 2 to the right, and its maximum stroke is limited by the projections 18. At the same time, the working fluid is displaced

в гор чую полость 3, нагреваетс и увеличиваетс его давление. Расщирение рабочего тела происходит при повышенном давлении до перемещени поршн 12 в крайнее правое положение, после чего рабочий цикл повтор етс .into the hot cavity 3, it is heated and its pressure increases. The expansion of the working fluid occurs at an elevated pressure to move the piston 12 to the extreme right position, after which the working cycle repeats.

Так как движение ренегератора определ етс временем и величиной подачи импульса посто нного тока, то, варьиру ими, можно измен ть фазовые углы опережени изменени объема холодной полости по сравнению с гор чей полостью, что позволит исследовать рабочий процесс в широком диапазоне изменение фазового угла и определить оптимальные величины последней.Since the movement of the renegenerator is determined by the time and magnitude of the DC pulse supply, it is possible to vary the phase angles of advancing the change in the volume of the cold cavity compared to the hot cavity by varying them, which will allow to investigate the working process in a wide range of the phase angle and determine optimal values of the latter.

Claims

1. THERMODYNAMIC MODEL OF THE ENGINE WITH EXTERNAL HEAT CONNECTION, containing at least one cylinder with a movable regenerator placed in it, separating hot and cold cavities from each other, a regenerator drive and a chamber and power take-off, separated from the traveling cavity by means of a hermetic flexible partition , characterized in that, in order to expand the range of the studied parameters, the regenerator drive is made electromagnetic in the form of two inductive coils of variable polarity connected to the current source through b frequency control lock,, and one of the coils is fixedly mounted in the power take-off chamber, and the second is located in the regenerator.

2. The model according to π. 1, characterized in that the sealed flexible partition is made conical.

Figure 1