مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه‌سازی تقدم فاز موتور استرلینگ نوع آلفا به روش شبیه سازی گام به گام

نویسندگان
1 پردیس ابوریحان دانشگاه تهران گروه فنی کشاورزی
2 دانشگاه تهران
3 استادیار دانشگاه تهران
4 گروه فنی کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران
چکیده
در این مقاله بهینه‌سازی زاویه تقدم فاز موتور استرلینگ آلفا به‌روش عددی گام به گام انجام شده است. پس از بررسی شیوه عملکرد انواع موتورهای استرلینگ، به مطالعه تاثیر زاویه تقدم فاز بر میزان توان و راندمان موتورهای استرلینگ آلفا پرداخته شد. مدل‌سازی سینماتیکی حجم‌های متغیر تراکمی و انبساطی به کمک نرم‌افزار ADAMS انجام گردیده است. سپس خطی‌سازی معادلات ترمودینامیکی براساس تحلیل سیکل استرلینگ به‌صورت ایزوترمال و پنچ حجمی آدیاباتیک برای بدست آوردن حل اولیه پارامترهای تاثیر گذار آن بر میزان توان و راندمان انجام شد. برای بهینه‌سازی تقدم فاز حرکتی پیستون‌های تراکمی و انبساطی، حل عددی گام به گام سیکل استرلینگ انجام گردید. مقایسه حل عددی با داده‌های تجربی نشان دهنده درصد خطای کمتر از 5.3 می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی زاویه تقدم فاز بهینه را 103 درجه نشان می‌دهد. در این زاویه بهینه نتایج نشان از افزایش 4.8 درصدی توان خروجی نسبت به توان خروجی در زاویه تقدم 90 درجه مرسوم را نشان می‌دهد. نتایج شبیه‌سازی نشان از بهبود 1.2 درصدی راندمان موتور استرلینگ آلفا با تنظیم این زاویه تقدم فاز نسبت به راندمان در زاویه تقدم 90 درجه دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimization of Alpha Type Stirling Engine Phase Angle with Step-By-Step Simulation Method

نویسندگان English

Alireza Najafi Amel 1
Shahriar Kouravand 2
Payam Zarafshan 2
Ali Mashaallah Kermani 3
morteza khashechi 4
1 Department of Agrotechnology, Aburaihan Campus, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Agrotechnology department, University of Tehran
4 agrotechnology dep., university of tehran
چکیده English

In this paper, optimization phase angle of alpha Stirling engine performed step by step method. After studying on the operation of various types of Stirling engines, the effect of the phase angle on the power and efficiency of Alpha Stirling engines was studied. The kinematic modeling of volumetric compression and expansion volumes has been done by ADAMS software. Then, the linearization of the thermodynamic equations was carried out on the basis of analysis of the isothermal and five-volume adiabatic stirling cycles to obtain the initial solution of its effective parameters on the power and efficiency. To optimize the phase angle between compression and expansion pistons, stepwise numerical solution of the stirling cycle was performed. Comparison of numerical solution with experimental data indicates an error rate of less than 5.3%. The simulation results show the optimum phase angle of 103 °. At this optimal angle, the results indicate an increase of 4.8% of the output power rather than the output power at a 90 ° pre-aligned angle. Simulation results indicate an improvement of 1.2% of the Alpha Stirling engine efficiency by adjusting this phase priority angle to the efficiency at 90 °.

کلیدواژه‌ها English

Step by Step method
alpha Stirling engine
phase angle
isothermal analysis
five-volume adiabatic analysis