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斯特林发动机再生式节能器

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

(图片仅供参考)

再生器,或称“节能器”,是罗伯特·斯特林最重要的贡献,也是发动机高效率的关键。它是一个内部热交换器,在循环过程中暂时储存和释放热能。当热气体流向冷端时,它会在再生器内部积聚热量,然后冷气体在返回热端的过程中吸收这些热量。

再生器的功能是在工作气体进入主冷却器之前对其进行预冷,并在其进入​​主加热器之前对其进行预热。这显著减少了在循环的等容(恒容)阶段必须从外部热源添加和向外部散热器排放的热量。在理想的再生器中,等容冷却过程中从气体传递到基体的热量与等容加热过程中传递回气体的热量完全相等。这种内部热量循环正是理想再生器得以实现的关键。 斯特灵 循环效率与卡诺效率相匹配。

设计高效的蓄热器需要仔细权衡各种相互冲突的因素。它必须具有高比热容以储存足够的能量,具有大的内表面积以实现快速的热传递,并且垂直于气流方向具有高导热系数以促进热传递。然而,它还必须具有平行于气流方向的低导热系数,以防止热量绕过循环直接从热端传导到冷端。此外,它还必须具有低空气动力阻力以最大限度地减少所需的能量。 泵 气体通过该部件,并且该部件必须包含最小的气体体积(死容积),以最大程度地提高发动机的压缩比。常用材料包括多层细金属丝网、金属泡沫或陶瓷基体。

UNESCO Nomenclature: 2212
– Thermodynamics

类型

Physical Device

中断

Revolutionary

用法

广泛使用

前体

  • 热传递(传导、对流)的基本原理
  • 了解材料的热容
  • 工业炉中热交换器和回热器的早期设计

应用程序

  • 用于高效斯特林发动机 solar power 和 chp
  • 低温冷却器和脉冲管制冷机中,再生对于达到目标温度至关重要。 低温 温度
  • 热声发动机和冷却器
  • 气体分离过程
  • 旋转式低温冷却器
  • 某些类型的燃气循环热泵

专利:

  • GB 4081 of 1816

潜在创新理念

  • 具有不同孔隙率和热质量的功能梯度再生器材料
  • 用于优化流动和传热的3D打印微晶格再生器
  • 将相变材料集成到再生器基体中,以提高储热密度
  • 用于以不纯净生物质燃料为燃料的发动机的自清洁再生器
  • 用于磁制冷循环再生器的磁热材料
  • regenerators with integrated 催化剂 for internal fuel reforming
  • 可适应复杂形状的柔性纤维基再生器
  • 在再生器表面涂覆热电材料,利用热梯度产生二次功率
  • 声学谐振器用于增强再生器基质内的热传递
  • regenerators made from carbon nanotube foams for ultra-low weight and high surface area
相关术语:蓄热器、热交换器、热效率 斯特林发动机等容过程、储热、工作流体、卡诺效率、泵送损失、死容积。

历史背景

斯特林发动机再生式节能器

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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