Fluidynový motor - Fluidyne engine

Toto je varianta Fluidyne s pevným posunovacím pístem (3). Na obrázku -a-, když se posunovač pohybuje z chladného kompresního prostoru (2), do horkého expanzního prostoru (4) na obrázku -b-, zvyšuje se teplota plynné pracovní tekutiny. To zvyšuje tlak plynné pracovní tekutiny a jak se rozpíná, pracuje se na (červeném) pístu kapaliny, když je tlačen trubkou.
Schéma motoru Fluidyne typu U-trubice.
Čerpací motor s koncentrickým válcem Fluidyne. Topologicky ekvivalentní konstrukci U-trubice.

A Fluidynový motor je typ alfa nebo gama Stirlingův motor s jedním nebo více kapalnými písty. Obsahuje pracovní plyn (často vzduch ), a to buď dva písty kapaliny, nebo jeden píst kapaliny a výtlak.[1]

Motor byl vynalezen v roce 1969.[2] Motor byl patentován v roce 1973 Úřadem pro atomovou energii ve Velké Británii.[3][2]

Provoz motoru

Pracovní plyn v motoru se zahřívá, což způsobuje jeho rozpínání a tlak na vodní sloupec. Tato expanze ochlazuje vzduch, který se smršťuje, a současně je tlačen zpět váhou vytlačeného vodního sloupce. Cyklus se pak opakuje.

Verze s trubkou ve tvaru U nemá žádné pohyblivé části v motoru kromě vody a vzduchu, ačkoli v čerpadle jsou dva zpětné ventily. Tento motor pracuje v cyklu přirozené rezonance, který je „vyladěn“ úpravou geometrie, obvykle pomocí „ladicí trubice“ vody.

Motor jako čerpadlo

V klasické konfiguraci je práce vyrobená pomocí vodních pístů integrována s vodním čerpadlem. Jednoduché čerpadlo je mimo motor a skládá se ze dvou zpětné ventily, jeden na vstupu a druhý na výstupu. V motoru lze smyčku oscilační kapaliny považovat za píst přemístění. Kapalina v jediné trubici zasahující do čerpadla působí jako hnací píst. Tradičně je čerpadlo otevřené atmosféře a hydraulická hlava je malá, takže absolutní tlak motoru je blízký atmosférický tlak.[2][4][5]

Demonstrační video

Test modelového motoru Fluidyne.
Detail výtlaku vodní hladiny ve svislé trubce úplně vlevo.

Videa ukazují provoz modelu Fluidyne typu U-trubice. Horká trubka je ohřívána tepelnou pistolí a oscilace vodního sloupce narůstá na a ustálený stav úroveň. Druhé video ukazuje detail skutečného výtlaku vody.

Viz také

Reference

  1. ^ A. Romanelli „The Fluidyne engine“, American Journal of Physics 87, 33 (2019), doi:10.1119/1.5078518 arXiv:1812.11100
  2. ^ A b C West, C. D. (srpen 1987). „Stirlingovy motory a čerpání zavlažování“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. Archivovány od originál (PDF) 24. května 2011. Citováno 6. srpna 2011. Tato zpráva byla vypracována na podporu projektu aplikací a školení v oblasti obnovitelné energie, který je sponzorován Agenturou USA pro mezinárodní rozvoj, pro kterou ORNL poskytuje technickou pomoc. Stručně popisuje výkon, který by mohl být dosažitelný různými druhy zavlažovacích čerpadel poháněných Stirlingovým motorem. Určitý důraz je kladen na velmi jednoduché motory s kapalnými písty, které byly v posledních letech předmětem výzkumu a jsou vhodné pro výrobu v méně rozvinutých zemích. Kromě zde uvedených výsledků (možné limity pro M4 a čerpací hlavu pro motory různých velikostí a různé provozní podmínky) je metoda výpočtu popsána dostatečně podrobně, aby inženýři mohli použít techniky pro srovnání s jinými konstrukcemi Stirlingových motorů. [1]
  3. ^ GB1329567 (A) - TEPLÉ MOTORY STIRLING CYCLE
  4. ^ West, C. D. (1983). Stirlingovy motory s kapalnými písty. New York: Van Nostrand Reinhold. str.7. ISBN  978-0-442-29237-9.
  5. ^ Swift, G. (1999). Termoakustika: Sjednocující perspektiva pro některé motory a chladničky. p. 300. ISBN  978-0-735-40065-8.

Další čtení

externí odkazy