ارائه الگوی ریاضی دینامیکی-ترمودینامیکی موتور استرلینگ جهت بهبود بازده و توان تولیدی

در این مقاله به بررسی تاثیر متغیرهای سطح انتقال حرارت گرمکن و خنک کن، جرم و سطح انتقال حرارت بازیاب و افت فشار ناشی از حرکت سیال، بر روی بازده حرارتی و توان تولیدی موتور استرلینگ پرداخته شده است.
بررسی متغیرهای ذکر شده بوسیله ی ارائه یک الگوی دینامیکی-ترمودینامیکی از موتور استرلینگ با فرض انتقال حرارت غیر ایده آل و توزیع فشار و دمای غیر یکنواخت و متغیر با زمان صورت گرفته و از نرم افزار متلب [2] به عنوان محیط برنامه نویسی استفاده شده است. الگو به گونه ای طراحی شده است که قادر است با یک بار انجام نگاشت (کالیبراسیون)، با استفاده از داده های حاصل از اندازه گیری یا با استفاده از داده های حاصل از شبیه سازی بخش های مختلف یک موتور نمونه، رفتار آن را با تغییر در متغیرهای بهینه سازی، مشخص سازد.
به منظور نگاشت الگو، از مشخصات هندسی و داده های حاصل از انجام آزمایش بر روی موتور [3] ST500 در فشار نامی استفاده شده است. به منظور اطمینان از صحت پیشبینی الگو، خروجی آن با خروجی آزمایش، برای فشارهایی غیر از فشار نامی موتور، با یکدیگر مقایسه شده است. نهایتا با تغییر متغیرهای بهینه سازی در الگو، تاثیر هریک در بازده حرارتی و توان تولیدی موتور بررسی شده و مهمترین متغیر در بهبود بازده حرارتی و کار خروجی آن انتخاب شده است. پس از اعمال همان تغییر در موتور، بازده حرارتی آن با پیش بینی الگو و با حالت قبل خود مقایسه شده است.