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 خنک‌کن، 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 بوسیله‌ی ارائه یک الگوی دینامیکی-ترمودینامیکی از موتور استرلینگ با فرض انتقال حرارت غیر ایده‌آل و توزیع فشار و دمای غیر یکنواخت و متغیر با زمان صورت گرفته و از نرم‌افزار متلب [2] به عنوان محیط برنامه‌نویسی استفاده شده است. الگو به گونه‌ای طراحی شده است که قادر است با یک بار انجام نگاشت (کالیبراسیون)، با استفاده از داده‌های حاصل از اندازه‌گیری یا با استفاده از داده‌های حاصل از شبیه‌سازی بخش‌های مختلف یک موتور نمونه، رفتار آن را با تغییر در متغیرهای بهینه‌سازی، مشخص سازد. بمنظور نگاشت الگو، از مشخصات هندسی و داده‌های حاصل از انجام آزمایش بر روی موتور [3] ST500 در فشار نامی استفاده شده است. بمنظور 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 بهینه‌سازی 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 پیش‌بینی الگو و با حالت قبل خود مقایسه شده است.