Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A prototype of a small Stirling refrigeration unit

Wrona J., Prymon M.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 7

139--151

EN

This paper presents original mathematical models which can be used for the size optimization of particular elements in the design process of cooling appliances using the Stirling cycle. The models were used to design a prototype of the Stirling cooling device. The project employs a unique piston–cylinder kinematic pair which enables dry fiction work. Original platelet and ball ceramic regenerators were designed. The presented model assumes adiabatic transformations of the medium in the cylinders as this approach yields more realistic results in comparison to a simple isothermal Schmidt analysis. One cycle of the device (one rotation of the shaft) is divided into elementary angles Φ, where the state of the gas is considered as constant. As a result, states of the gas in individual components of the working space are determined in any given, discrete time steps of the Stirling cycle.

PL

Artykuł przedstawia oryginalny, opracowany przez autorów model matematyczny, który może być użyty do projektowania i optymalizacji elementów urządzeń pracujących w obiegu Stirlinga. Model został użyty do zaprojektowania prototypu chłodziarki Stirlinga. Prototyp zawiera unikalne rozwiązanie węzła kinematycznego tłok–cylinder umożliwiające pracę w warunkach tarcia technicznie suchego oraz prototypy wymiennych, opracowanych przez autorów regeneratorów ceramicznych: kulkowego oraz płytkowego. Model zakłada adiabatyczne przemiany czynnika w cylindrach, które to podejście daje bardziej realistyczne wyniki w porównaniu do izotermicznej analizy Schmidta. Cykl pracy urządzenia (jeden obrót wału) podzielono na elementarne kąty Φ, w których stan gazu rozpatrywany jest jako ustalony. W efekcie otrzymano stany gazu w poszczególnych objętościach składowych przestrzeni roboczej w danych, dyskretnych chwilach cyklu Stirlinga.

2

Maszyny Stirlinga jako urządzenia do prowadzenia procesu skojarzonej produkcji energii oraz realizacji alternatywnych obiegów chłodniczych

Wrona J., Taler D., Prymon M.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 5

42--52

PL

Maszyny Stirlinga mogą stanowić realną alternatywę do stosowanych obecnie technologii silników cieplnych oraz urządzeń chłodniczych. Zapomniana, niemal dwustuletnia konstrukcja, która w chwili swojego powstania przerastała możliwości ówczesnej technologii przeżywa obecnie prawdziwy renesans. Potwierdza to coraz większa liczba wdrożeń komercyjnych w różnych dziedzinach techniki od urządzeń chłodniczych po silniki przemysłowe. Postęp w dziedzinie inżynierii materiałowej, szczególnie od drugiej połowy XX wieku oraz rozwój techniki komputerowej, i co za tym idzie możliwość stosowania numerycznych metod obliczeniowych spowodował, że większość problemów technicznych sprzed ponad wieku ma obecnie charakter historyczny. W artykule przedstawiono opracowane przez autorów wybrane rozwiązania konstrukcyjne agregatu kogeneracynego oraz chłodziarki opartych na obiegu Stirlinga. W celu wyznaczenia wymiarów poszczególnych elementów urządzeń opracowano model matematyczny z dyskretyzacją czasu korzystając z analizy Schmidt’a.

EN

Stirling machines can be a viable alternative to currently used technologies of heat engines and refrigeration equipment. Forgotten almost two-hundred years old construction, which in its inception surpassed the possibilities of contemporary technology is currently enjoying a renaissance. This is confirmed by the increasing number of commercial deployments in various technical fields from refrigeration to industrial heating engines. Most of the technical problems which existed in the past are solved now, mainly because of progress in the field of materials science, especially in the second half of the twentieth century and the development of computer technology and the possibility of using numerical calculation methods. The paper presents selected design solutions of unit cogeneration and refrigerators based on the Stirling cycle developed by the authors. In order to determine the dimensions of individual pieces of equipment a mathematical model of discretization time using Schmidt’s analysis was developed.

3

Obieg Stirlinga jako alternatywa w budowie urządzeń chłodniczych

Prymon M., Wrona J.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2012

|

R. 109, z. 4-Ś

157--165

PL

W artykule opisano podstawy teoretyczne działania urządzeń chłodniczych opartych na obiegu Stirlinga. Urządzenia tego typu mogą być alternatywą do stosowanych obecnie powszechnie chłodziarek realizujących obieg Linde. Przedstawiono zastosowanie analizy Schmidt’a wykorzystywanej w celu wstępnego wymiarowania tego typu urządzeń. Podano podstawowe zależności oraz opisano algorytm modelowania obiegu termodynamicznego Stirlinga. Analizę termodynamiczną obiegu chłodniczego Stirlinga uzyskaną z analizy Schmidta, gdzie cylindry traktowane są jako przestrzenie izotermiczne, porównano z wynikami otrzymanymi dla tego samego urządzenia przy założeniu, że cylindry stanowią przestrzenie adiabatyczne.

EN

The paper presents the theoretical basis of refrigeration equipment based on the Stirling cycle. Devices of this type may be an alternative to the now commonly used in refrigerating realizing circulation of Linde. The authors presents of analysis of Schmidt, which was used for the initial sizing of refrigerator devices. Dependencies and provides basic modeling algorithm described Stirling thermodynamic cycle. Thermodynamic analysis of the Stirling refrigeration cycle obtained from the analysis of Schmidt, where the cylinders are treated as isothermal spaces compared with the results obtained for the same device, assuming that the cylinders are spaces adiabatic.

4

Systemy chłodzenia detektorów podczerwieni

Więcek B.

Elektronika : prace naukowe

|

2004

|

nr 9

79-106

PL

W pracy przedstawiono podstawy fizyczne i analizę działania termoelektrycznych elementów stosowanych do chłodzenia detektorów podczerwieni. Wyniki zamieszczonych obliczeń pokazująpotencjalne możliwości zastosowań tego typu struktur w sprzęcie termowizyjnym, jak i ograniczenia wynikające dużego poboru energii i niewielkiej różnicy temperatury między "zimnym" i "gorącym" punktem elementu. Ponadto omówiono chłodziarki działające z wykorzystaniem termodynamicznych przemian gazowych: Joula--Thomsona i pracujące w cyklu Stirlinga.

EN

This paper presents three main cooling systems for infrared detectors. At first thermoelectric devices are discussed. They allow cooling down the detector with quite poor efficiency and not to the very low temperature. They do not generate any vibrations and that is why they are suitable to thermal detectors. Photon detectors need to be cooled down even to 77K or better. The only way to have such deep cooling is to use thermodynamic engines working based on thermodynamic reversible cycles, such as Stirling one. With the high efficiency one can easily obtain cryogenic temperature for the detector. The noise and vibration generation are the main disadvantages of use of this device as well as electromagnetic influence of the compression engine on the high impedance detectors. Joule-Thomson effect during gas expansion is 3rd cooling system discussed in the paper. It is highly effective process, used for gas liquefying too, but the gas is being removed during cooling into the atmosphere, so the need of continuous availability of compressed gas makes this system very difficult for remote applications. In the paper, simple calculations are presented to illustrate the advantages and disadvantages of the different cooling systems.