Abstract

In the given paper the possibility of new Stirling refrigerating machine development on the basis of existing design has been considered. For refrigerating machine process analysis the isothermal model of Stirling cycle and method of separate loss analysis were used. Ambient and cooling temperatures were assumed constant in equation for cooling capacity calculation. The dimensionless complexes, namely, ideal cooling capacity and complexes taking into account cooler regenerator losses due to non-ideal heat exchange, hydraulic resistance and axial matrix heat flow have been obtained after mathematical transformation of the governing equations. According to the theory of similarity the pairwise equalities of heat exchanger volume simplexes (targeted volume divided by volume of refrigerator expansion space) and dimensionless complexes is needed for similarity of new and basis Stirling refrigerating machine. The equality of dimensionless complexes is achieved with equal regenerator length for both new refrigerator and basis cooler. For confirmation of this conclusion the basis refrigerator KGM-9000/80-1 with known experimental data and new designed refrigerator with cooling capacity 200 W have been used. For parameters calculation of refrigerators the one-dimensional mathematical model based on structure-module approach was used. The identical effectiveness for both coolers has been obtained. Variation of maximum pressure and working frequency of cycle does not allow creating new similarity Stirling refrigerating machine due to complicated influence of these parameters on dimensionless loss complexes. The procedure of effectiveness and refrigerating capacity increasing while changing the working frequency and maximum pressure for new refrigerator also ha s been shown.

Highlights

  • В роботі розглянута можливість створення нових Газовые холодильные машины (ГХМ) Стірлінга на основі існуючих конструкцій

  • Рассмотрим возможность создания новой подобной ГХМ только за счет изменения геометрических размеров машины

  • According to the theory of similarity the pairwise equalities of heat exchanger volume simplexes and dimensionless complexes is needed for similarity of new and basis Stirling refrigerating machine

Read more

Summary

ВВЕДЕНИЕ

Газовые холодильные машины (ГХМ) Стирлинга широко применяются для получения холода в криогенном диапазоне температур охлаждения. В настоящее время машины этого типа используются в умеренном температурном диапазоне [1, 2]. Главным преимуществом машин Стирлинга является высокая термодинамическая эффективность. В этих ГХМ протекают нестационарные процессы, что приводит к необходимости использования сложного математического аппарата при описании этих процессов для точной количественной оценки интегральных характеристик машин (холодопроизводительность, работа, холодильный коэффициент). Создание новых машин требует использования различных методов многопараметрической оптимизации для достижения высокой показателей эффективности машины. Из-за этих факторов задача проектирования новых машин Стирлинга является сложной. Для упрощения этой задачи может быть использована существующая машина и изменение ее масштаба [4]. Этот подход может существенно упростить процесс проектирования ГХМ Стирлинга. При этом авторами отмечается возможность значительного уменьшения эффективности новой машины при пропорциональном изменение размеров ГХМ. Поэтому для применения этого метода необходимо изучение влияния изменения геометрических и режимных параметров (частота, максимальное давление) на потери холодопроизводительности ГХМ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Lr ln g
C2 gr RTr μг
ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МАСШТАБА ГХМ СТИРЛИНГА
C2 d б gr
ВЫВОДЫ
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.