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स्टर्लिंग इंजन रीजनरेटर इकोनोमाइज़र

1816-11-16
  • Robert Stirling
Regenerator matrix of a Stirling engine demonstrating thermal energy storage in thermodynamics.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

रीजनरेटर, जिसे "इकोनोमाइज़र" भी कहा जाता है, रॉबर्ट स्टर्लिंग का सबसे महत्वपूर्ण योगदान है और इंजन की उच्च दक्षता का मुख्य कारण है। यह एक आंतरिक ऊष्मा विनिमय यंत्र है जो चक्र के दौरान अस्थायी रूप से ऊष्मीय ऊर्जा को संग्रहित और मुक्त करता है। जब गर्म गैस ठंडी तरफ जाती है, तो वह रीजनरेटर मैट्रिक्स में ऊष्मा जमा करती है, जिसे ठंडी गैस गर्म तरफ लौटते समय ग्रहण कर लेती है।

रीजनरेटर का कार्य कार्यशील गैस को मुख्य कूलर में प्रवेश करने से पहले ठंडा करना और मुख्य हीटर में प्रवेश करने से पहले उसे गर्म करना है। इससे चक्र के समआयतनिक (स्थिर आयतन) चरणों के दौरान बाहरी स्रोत से डाली जाने वाली और बाहरी सिंक में छोड़ी जाने वाली ऊष्मा की मात्रा में काफी कमी आती है। एक आदर्श रीजनरेटर में, समआयतनिक शीतलन प्रक्रिया के दौरान गैस से मैट्रिक्स में स्थानांतरित ऊष्मा, समआयतनिक तापन प्रक्रिया के दौरान गैस में वापस स्थानांतरित ऊष्मा के बिल्कुल बराबर होती है। यह आंतरिक ऊष्मा पुनर्चक्रण ही आदर्श रीजनरेटर को संभव बनाता है। स्टर्लिंग चक्र की दक्षता को कार्नोट दक्षता के बराबर करने के लिए।

एक प्रभावी रीजनरेटर को डिजाइन करने में परस्पर विरोधी कारकों के बीच सावधानीपूर्वक संतुलन बनाना आवश्यक है। इसमें पर्याप्त ऊर्जा संग्रहित करने के लिए उच्च ताप क्षमता, तीव्र ऊष्मा स्थानांतरण के लिए बड़ा आंतरिक सतह क्षेत्र और इस स्थानांतरण को सुगम बनाने के लिए गैस प्रवाह के लंबवत उच्च तापीय चालकता होनी चाहिए। हालांकि, गैस प्रवाह के समानांतर कम तापीय चालकता भी होनी चाहिए ताकि ऊष्मा चक्र को दरकिनार करके गर्म सिरे से ठंडे सिरे तक प्रवाहित न हो। इसके अलावा, आवश्यक कार्य को कम करने के लिए इसमें कम वायुगतिकीय प्रतिरोध होना चाहिए। पंप इसके माध्यम से गैस प्रवाहित होती है, और इंजन के संपीड़न अनुपात को अधिकतम करने के लिए इसमें गैस की न्यूनतम मात्रा (डेड वॉल्यूम) होनी चाहिए। सामान्य सामग्रियों में महीन धातु के तार की जाली, धातु के फोम या सिरेमिक मैट्रिक्स शामिल हैं।

UNESCO Nomenclature: 2212
ऊष्मागतिकी

Type

भौतिक उपकरण

व्यवधान

क्रांतिकारी

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • ऊष्मा स्थानांतरण के मूल सिद्धांत (चालन, संवहन)
  • पदार्थों की ऊष्मा धारिता की समझ
  • औद्योगिक भट्टियों में ऊष्मा विनिमयकों और ऊष्मा पुनर्प्राप्ति यंत्रों के प्रारंभिक डिजाइन

आवेदन

  • उच्च दक्षता वाले स्टर्लिंग इंजन सौर ऊर्जा और सीएचपी
  • क्रायोकूलर और पल्स ट्यूब रेफ्रिजरेटर जहां पुनर्जनन लक्ष्य तक पहुंचने के लिए महत्वपूर्ण है क्रायोजेनिक तापमान
  • थर्मोएकॉस्टिक इंजन और कूलर
  • गैस पृथक्करण प्रक्रियाएँ
  • गिरोमिल क्रायोकूलर
  • कुछ प्रकार के गैस चक्र ऊष्मा पंप

पेटेंट:

  • GB 4081 of 1816

संभावित नवाचार विचार

  • विभिन्न सरंध्रता और ऊष्मीय द्रव्यमान वाले कार्यात्मक रूप से श्रेणीबद्ध पुनर्योजी पदार्थ
  • इष्टतम प्रवाह और ऊष्मा स्थानांतरण के लिए 3डी-मुद्रित माइक्रो-लैटिस रीजनरेटर
  • थर्मल स्टोरेज घनत्व बढ़ाने के लिए रीजनरेटर मैट्रिक्स में फेज-चेंज सामग्री को एकीकृत किया गया है।
  • अशुद्ध बायोमास ईंधन पर चलने वाले इंजनों के लिए स्व-सफाई करने वाले रीजनरेटर
  • चुंबकीय प्रशीतन चक्रों के लिए पुनर्योजी यंत्रों में प्रयुक्त चुंबक-परागक पदार्थ
  • regenerators with integrated उत्प्रेरक for internal fuel reforming
  • लचीले, फाइबर-आधारित रीजनरेटर जो जटिल आकृतियों के अनुरूप ढल सकते हैं
  • तापीय प्रवणता से द्वितीयक विद्युत उत्पन्न करने के लिए रीजनरेटर पर थर्मोइलेक्ट्रिक पदार्थों की कोटिंग की जाती है।
  • रीजनरेटर मैट्रिक्स के भीतर ऊष्मा स्थानांतरण को बढ़ाने के लिए ध्वनिक अनुनादक
  • regenerators made from carbon nanotube foams for ultra-low weight and high surface area
संबंधित विषय: रीजनरेटर, हीट एक्सचेंजर, थर्मल दक्षता स्टर्लिंग इंजनसमआयतनिक प्रक्रिया, ऊष्मा भंडारण, कार्यकारी द्रव, कार्नोट दक्षता, पंपिंग हानि, मृत आयतन।

ऐतिहासिक संदर्भ

स्टर्लिंग इंजन रीजनरेटर इकोनोमाइज़र

1802
1810
1816
1816-11-16
1820
1820
1822
1802
1808
1811
1816-11-16
1820
1820
1821
1822

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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