شبيه سازي رفتار هيدروديناميكي و حرارتي جريان سيال در بازياب مخروطي موتور استرلينگ

Simulation of hydrodynamic and thermal behavior of fluid flow in cone regenerator of Stirling engine

موتور استرلينگ به علت ايمني، صرفه اقتصادي، بازده بالا و همچنين توانايي و تنوع در استفاده از منابع گرم مختلف، مثل انرژي خورشيدي مورد توجه قرار گرفته است. دانشمندان در چند دهه اخير تلاش كرده اند تا با بهبود عملكرد و بازده اين موتور از آن در كاربردهاي بيشتري استفاده كنند. يكي از اجزايي كه در اين مورد تاثير به سزايي دارد بازياب اين موتور مي باشد. بازياب موتور استرلينگ از زمان اختراع تاكنون با اشكال هندسي گوناگون و از جنس هاي مختلفي ساخته شده است. امروزه براي اين قطعه از موتور، به طور گسترده از مفتول هاي در هم تنيده فلزات استفاده مي شود. نشان داده شده است بازياب بايد به گونه اي طراحي شود كه سبب كاهش شيب دما، كاهش شيب فشار و داراي ظرفيت گرمايي بالايي باشد و توانايي ذخيره مقدار زيادي از انرژي گرمايي را داشته باشد. در اين مقاله به منظور بهبود كارايي بازياب، هندسه مخروطي معرفي مي گردد و به كمك نتايج شبيه سازي كارايي آن مورد بررسي قرار مي گيرد. نتايج نشان مي دهد استفاده از هندسه پيشنهادي به بهبود و تسريع فرآيند انتقال حرارت مي انجامد. همچنين توزيع فشار در هندسه پيشنهادي بهبود يافته است. در ضمن نشان داده شده است نواحي مرده بازياب كه در طرحهاي متداول وجود دارد در طرح حاضر از بين رفته است.

The Stirling engine has been considered for safety, cost-effectiveness, high efficiency as well as the ability and variety in the use of various heating sources, such as solar energy. In the last few decades, scientists have been working to improve the performance and efficiency of the engine in more applications. One of the components of motor that has an impact on its efficiency is the regenerator. The Stirling engine has been retrieved with various geometric shapes and materials. Today, for this component of the engine, interconnected wires metals are used. It has been shown that the regenerator should be designed in such a way as to reduce the temperature gradient, reduce the slope and have a high thermal capacity and have the ability to store a large amount of thermal energy. In this paper, the cone geometry is introduced in order to improve the reciprocating performance and simulation results are used to evaluate the performance of suggested system. The results showed that using proposed geometry can improve and accelerate the heat transfer process. Also, the pressure distribution in proposed geometry has improved. It has also been shown that the dead zones that are found in the commonly schemes are eliminated in the present plan.