Beta tipi bir stirling motorunda rejeneratördeki konvektif ısı taşınım katsayısı değerlerinin belirlenmesi

Beta tipi Stirling motorunda, displacer ve güç pistonları konsantrik bir şekilde yerleştirilmiştir. Displacer rejeneratör vasıtası ile sıkıştırma ve genişleme hacimleri arasında çalışma maddesini transfer eder. Stirling motorlarında rejeneratör daha yüksek yüksek motor gücüne ulaşmak için kullanılan bir ısı değiştiricisidir. Bu çalışmada, Stirling motorlarında analitik ısı transferi üzerine bir teorik çalışma gerçekleştirilmiştir. Rejeneratör kanalındaki konvektif ısı taşınım katsayıları ve basınç düşmesi rejeneratif kanaldaki yüzeylerin pürüzlülük değerleri, kanal boşluğu ve rejeneratör uzunluğuna bağlı olarak tahmin edilmiştir. Motorun işletim şartlarında rejeneratör boşluğunun konvektif ısı taşınım katsayısı ortalama 200 $W/m^2K$ olarak belirlenmiştir.

The determination of convective heat transfer coefficient in the regenerator of the beta type stirling engine

In the beta type Stirling engine; the displacer and the power pistons are concentrically situated.. The displacer transfers the working fluid between expansion and compression volumes via the regenerator. The regenerator in a Stirling engine is an heat exchanger allowing to reach high power output. In this study, it was performed a theoretical evaluation on the analytical heat transfer analysis of a Stirling engine. Pressure drop and convective heat transfer coefficient on regenerative channel were estimated as depending on values of surface roughness in regenerative channel, regenerative space and regenerator length. Convective heat transfer coefficient of the regenerator cavity is determined as 200 $W/m^2K$ on the condition of the engine operation.

PDF

___

1. Yüncü, H., Kakaç S., 1999,“Temel ısı transferi”, Bilim Kitapevi, Ankara.
2. Holman, J.P., White, P.R.S., 1992, “Heat transfer”, McGraw-Hill Book Company.
3. Formaso, F., Despesse, G., 2010, “Analytical model for Stirling cycle machine design”, Energy Conversion and Management, 51, 1855-1863.
4. Cheng, C.H., Yu Y.J., 2010., “Numerical model for predicting thermodynamic cycle and thermal efficiency of a beta-type Stirling engine with rhombic-drive mechanism”, Renewable Energy, 35, 2590-2601.
5. Thombare, D.G., Verma, S.K., 2008, “Technological development in the Stirling cycle engines”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12, 1-38.
6. Tavakolpour, A.R., Zomorodian, A., Golneshan A.A., 2008, “Simulation, construction and testing of a two-cylinder solar Stirling engine powered by a flat-plate solar collector without regenerator”, Renewable Energy, 33, 77-87.
7. Kongtragool, B., Wongwises, S., 2006, “Thermodynamic analysis of a Stirling engine including dead volumes of hot space, cold space and regenerator”, Renewable Energy, 31, 345–359.
8. Timoumi,_Y., Tlili, I., Nasrallah, S.B., 2008, “Performance optimization of Stirling engines”, Renewable Energy, 33, 2134–2144.
9. Puech, P., Tishkova. V., 2011, “Thermodynamic analysis of a Stirling engine including regenerator dead volume”, Renewable Energy, 36, 872-878.
10. Andersen, S.K., Carlsen, H., Thomsen, P.G., 2006, “Control volume based modeling in one space dimension of oscillating, compressible flow in reciprocating machines”, Simulation Modeling Practice and Theory, 14, 1073–1086.
11. Timoumi, Y., Tlili, I., Nasrallah, S.B., 2008, “Design and performance optimization of GPU- 3 Stirling engines, Energy, 33, 1100–1114.
12. Parlak, N., Wagner, A., Elsner, M., Soyhan, H.S., 2009, “Thermodynamic analysis of a gamma type Stirling engine in non-ideal adiabatic conditions”, Renewable Energy, 34, 266–273.
13. Karabulut, H., 2011, Dynamic analysis of a free piston stirling engine working with closed and open thermodynamic cycles”, Renewable Energy, 6, 1704-1709.
14. Karabulut, H., Aksoy, F., Öztürk E., 2009, “Thermodynamic of a β type Stirling engine with a displacer driving mechanism by means of a lever”, Renewable Energy, 34, 202-208.