Modelowanie silnika Stirlinga typu Alfa w programie Matlab Simulink

• Autorzy: Chmielewski A. , Gumiński R. , Mydłowski T. , Radkowski S.

Warianty tytułu

EN

Modeling of first-order Stirling engine of Alpha type in Matlab Simulink

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule przedstawiony został model symulacyjny I rzędu sporządzony według założeń Schmidta oraz wskazań Urieli. Odzwierciedla on podstawowe procesy zachodzące w silniku Stirliga typu Alfa. Na jego podstawie wyznaczono m.in: wykres indykatorowy zamknięty, przebiegi przemieszczeń, prędkości, przyspieszeń tłoka w funkcji kąta obrotu wału korbowego oraz zmian ciśnienia i objętości chwilowej. Stworzony model nie uwzględnia strat strumienia ciepła (m.in.: niedoskonałości regeneracji, wymiany ciepła z otoczeniem, zmienności amplitudy temperatury wsadu regeneratora na jego długości), strat energii wskutek oporów przepływu, strat energii w wyniku tarcia (np: pomiędzy tłokiem i gładzią cylindrową, strat w łożyskach, oporów ruchu w skrzyni korbowej oraz wielu innych). Aby zbilansować straty należy stworzyć model symulacyjny II rzędu, który to uwzględni. Autorzy wyrażają potrzebę dalszych prac nad bardziej zaawansowanymi modelami matematycznymi.

EN

This article shows a I-st row simulation model done according to Schmidt's assumptions and Uriel's indications. It shows the basic processes that happen in a Stirling engine of the Alpha type. Based on it among others the following things are shown: closed indicator diagram, displacement waveforms, speeds, of acceleration of the pistons in the function of the rotation angle of the crankshaft and changes of pressure and instantaneous volume. The model created does not take into consideration the loss of the heat stream (among other: imperfections of regeneration, exchanging heat with the environment, changes in the amplitudes of temperature in the regeneration input on it's length), energy loss due to resistance to flow, energy loss due to resistance to friction (among other between the piston and the cylinder lining, losses in the bearings, resistance to motion in the crankcase and many other). In order to balance the losses a II-nd row simulation model that takes this into account. The authors think it is necessary to continue work on more advanced mathematical models.

Słowa kluczowe

PL

silnik Stirlinga; modelowanie według założeń Schmidta; wykres indykatorowy; MATLAB/Simulink

EN

Stirling engine; modeling based on Schmidt's assumptions; indicator diagram; MATLAB Simulink

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 2/93
• Strony: 27--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chmielewski A.

• Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych, Politechnika Warszawska

autor

Gumiński R.

• Instytut Pojazdów, Politechnika Warszawska

autor

Mydłowski T.

• Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych, Politechnika Warszawska

autor

Radkowski S.

• Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Żmudzki S. "Silniki Stirlinga", WNT, Warszawa, 1993.
• [2] Berchowitz D., Urieli I. "Stirling cycle analysis", Bristol, 1984.
• [3] General Electric "Development and demonstration of a Stirling-Rankine heat activated heat pump'", Philadelphia 1980.
• [4] Finkelstein T. "Air engines", The American Society of Mechanical Engineers, New York 2001.
• [5] Martini W. "Stirling engine. Design Manual", U.S. Department of Energy - University of Washington, Washington 1978.
• [6] Walter G. "Stirling engines", Oxford University Press, 1980.
• [7] Rodger W. Dyson "Review of Computational Stirling Analysis Methods", NASA, Ohio 2004.
• [8] Schmidt G. "The theory of Lehmann's Calorimetric Machine Z.", part I, 1871.
• [9] Koichi H. "Schmidt Theory for Stirling engines", National Maritime Research Institute, 2004.
• [10] Urieli I. "A computer simulation of Stirling cycle machines", Johannesburg, February 1977.