Thermodynamic analysis of the Rallis cycle: part 1 - isothermal compression and expansion

• Autorzy: Chmielewski A.

Warianty tytułu

PL

Analiza termodynamiczna obiegu Rallisa: część 1 - sprężanie/rozprężanie izotermiczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper has been presented Rallis cycle which allows to preparing analysis of Stirling engines work. The paper contains analytical background connected with the individual theoretical work and theoretical efficiency of the Rallis cycle. Based on presented equations the individual theoretical work and theoretical efficiency of Rallis cycle the simple simulation model has been showed. The simulation results have presented the influence of regenerator heat efficiency ηr, the compression ratio εc/expansion ratio εe, the upper heat source temperature Thon theoretical efficiency and theoretical individual work of the Rallis cycle. The simulation has been prepared for: [wzór εe=εcε<1.1;4>, Thε <500K;1200K> and ηr ε<0;1>]. The work included also isentropic coefficient value influence on theoretical efficiency of the Rallis cycle.

PL

W pracy zaprezentowano obieg porównawczy Rallisa, który umożliwia przeprowadzenie analizy działania silników Stirlinga. Zaprezentowano wyprowadzenia zależności na pracę teoretyczną indywidualną oraz sprawność teoretyczną obiegu Rallisa. Na podstawie wyprowadzonych równań zasymulowano wpływ m.in.: zmiany sprawności cieplnej regeneracji, stopnia sprężenia/rozprężenia, temperatury górnego źródła na sprawność teoretyczną obiegu porównawczego Rallisa. Symulację przeprowadzono dla [wzór εe=εcε<1.1;4>, Thε<500K;1200K> oraz ηr ε<0;1>]. W pracy zaprezentowano również wpływ wykładnika izentropy na sprawność teoretyczną obiegu Rallisa.

Słowa kluczowe

EN

Rallis cycle; thermodynamic analysis; isothermal compression/expansion; Stirling cycle; Carnot cycle

PL

obieg Rallisa; analiza termodynamiczna; sprężanie/rozprężanie izotermiczne; obieg Stirlinga; obieg Carnota

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 2/111
• Strony: 53--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., wykr.

Twórcy

autor

Chmielewski A.

• Institute of Vehicles, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J., Radkowski S., Szulim P.: Aspects of balanced development of RES and distributed micro cogeneration use in Poland: case study of a μ CHP with Stirling engine. Elsevier Renewable & Sustainable Energy Reviews Vol. 60, pp. 930-952, 2016.
• [2] Szabłowski Ł., J. Milewski, K. Badyda. Cooperation of energy sources in distributed generation. Rynek Energii. 6(115)/2014, pp 120-131.
• [3] Chmielewski A., Radkowski S.: Smart grid jako jeden z elementów poprawy efektywności energetycznej Polski w perspektywie 2020. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów 3(99)/2014, str 25-34. {In Polish}.
• [4] Szabłowski Ł., J. Milewski, K. Badyda. Współpraca źródeł energii w systemie rozproszonym, Rynek Ciepła 2014, Materiały i studia, Nałęczów 6-8 października 2014, pp. 25-48.
• [5] Małecki A., Chmielewski A., Gumiński R., Mydłowski T., Dybała J.: Silniki spalania zewnętrznego w układach mikrokogeneracji. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów Vol. 98, Nr 2, 2014. {In Polish}.
• [6] Szabłowski Ł., J. Milewski, J. Kuta. Optimal control strategy of μ-turbine as a DG unit obtained by an utilization of Artificial Neural Network, Proceedings of 3rd International Conference Contemporary Problems of Thermal Engineering CPOTE 2012, 18-20 September 2012, Gliwice, Silesia, Poland, pp. 259-260.
• [7] Szabłowski Ł., J. Milewski, K. Badyda. Silnik tłokowy na gaz ziemny jako sposób na pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną i ciepło dla budynku użyteczności publicznej. Materiały V Konferencji Naukowo-Technicznej Energetyka Gazowa 2013, Zawiercie, 9-11 października 2013, Tom II, pp. 381-396.
• [8] Chmielewski A., Gumiński R., Radkowski S., Szulim P.: Experimental research and application possibilities of microcogeneration system with Stirling engine. Journal of Power Technologies Vol. 95 (Polish Energy Mix) (2015) pp. 14-22.
• [9] Chmielewski A., Gumiński R., Radkowski S.: Wpływ własności gazów roboczych na sprawność i pracę teoretyczną obiegu Stirlinga. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów Vol. 98, Nr 2, 2014. {In Polish}.
• [10] Chmielewski A., Mydłowski T., Radkowski S.: Analiza termodynamiczna silnika Stirlinga typu alfa. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów, Vol. 93, Nr 2, 2013, str. 49-58. {In Polish}.
• [11] Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J.: Analysis of isothermal thermodynamic processes in the stirling engine. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów 106 (2), pp. 21-29, 2016.
• [12] Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J.: Adiabatic analysis of thermodynamic processes in the Stirling engine. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów 106 (2), pp.13-20, 2016.
• [13] Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J.: Dynamic model of a free-piston Stirling engine with four degrees of freedom combined with the thermodynamic submodel, International Conference MMAR 2016, IEEE, pp. 583-538, 978-1-5090-1866-6/16 / $31.00 ©2016 IEEE.
• [14] Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J.: Selected properties of the adiabatic model of the Stirling engine combined with the model of the piston-crankshaft system, International Conference MMAR 2016, IEEE, pp. 543-548, 978-1-5090-1866-6/16 / $31.00 ©2016 IEEE 60.
• [15] Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J., Mydłowski T.: Model of a Stirling Engine with a Rhombic drive: case study, International Conference MMAR 2017, IEEE [In print].
• [16] Chmielewski A., Możaryn J., Krzemiński M.: Analytical and Experimental Background for Artificial Neural Network Modeling of Alpha Type Stirling Engine, International Conference MMAR 2017, IEEE [In print].
• [17] Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J.: Selected properties of the dynamic model of the piston-crankshaft assembly in Stirling engine combined with the thermodynamic submodel. International Journal of tructural Stability and Dynamics, 2017. [In print].
• [18] Żmudzki S.: Stirling engines, WNT, 1993. {In Polish}
• [19] Berchowitz D.: Stirling cycle engine design and optimalisation, Ohio 1986.
• [20] Organ A.J.: The Regenerator and the Stirling engine, MEP, 1997.
• [21] Walter G.: Stirling Engines. Oxford University Press, New York, 1980.
• [22] Ahmadi M.H., Ahmadi M.A., Pourfayaz F.: Thermal models for analysis of performance of Stirling engine: A review, Renewable & Sustainable Energy Reviews, Vol. 68, pp. 168-184, 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).