3.2 Исследование путей повышения КПД модели низкотемпературного двигателя Стирлинга 3.2.1. Влияние наполнителя регенератора на эффективность работы модели Цель опыта: Установить влияет ли наполнитель регенератора на эффективность работы двигателя
Приборы: модель низкотемпературного двигателя Стирлинга, гофрированная алюминиевая фольга, измеритель температуры, секундомер.
Опыт №1 Произвели запуск модели двигателя без наполнителя регенератора
При начальной температуре холодной пластины 240С и горячей 550С
Время работы 20 мин
Максимальное число оборотов 96 об/мин
Опыт №2 Произвели запуск модели двигателя с наполнителем регенератора.
В качестве наполнителя использовалась алюминиевая фольга сложенная гармошкой в 4 раза.
При начальной температуре холодной пластины 240С и горячей 550С
Время работы 30 мин
Максимальное число оборотов 125 об/мин
Вывод: Наличие регенератора и его наполнение действительно влияет на эффективность работы модели двигателя Стирлинга.
3.2.2. Влияние разности температур пластин двигателя на эффективность работы модели Цель опыта: Установить как влияет разность температур на эффективность работы двигателя
Приборы: модель низкотемпературного двигателя Стирлинга, измеритель температуры, секундомер, керамическая и терм кружка, горячая вода и лед.
Описание опыта:
В 1 и 3 опытах использовали керамическую кружку с горячей водой для нагревания горячей пластины и окружающий воздух для охлаждения холодной.
В 2 и 4 опытах терм кружку с горячей водой для нагревания горячей пластины и лед для охлаждения холодной.
Расчет КПД производился по формуле: КПД=(Tг-Тх)/Tг, где Tг и Тх температуры горячей и холодной пластин выраженные в кельвинах.
Номер опыта
Температура холодной пластины tх,0С
Температура горячей пластины tг,0С
КПД в %
Число оборотов в минуту
Опыт №1
25
55
10
125
Опыт №2
13
55
13.1
181
Опыт №3
25
81
15.8
218
Опыт №4
13
81
19
263
Проведена серия опытов по измерению температуры обеих пластин и числа оборотов маховика, по результатам которых выявилась следующая зависимость:
№ опыта
Температура горячей пластины Tг, К
Разность температур ΔТ,К
КПД %
Число оборотов в минуту
1
316
25
7,9
110
2
325
35
10,8
130
3
334
45
13,5
190
4
343
55
16,0
220
5
353
65
18,4
260
График зависимости КПД от разности температур пластин
Вывод: При увеличении разности температур пластин возрастает число оборотов маховика и КПД двигателя.