以广义Redlich-Kwong气体为工质的不可逆回热式斯特林热机循环输出功率和效率

研究了热阻、回热损失和热漏等多种不可逆因素对以广义Redlich-Kwong气体为工质的斯特林热机性能的影响,给出了斯特林热机输出功率和效率的具体表达式并分析非理想回热特性及循环主要性能参数(如循环体积比及工质高低温比等)对循环输出功率和效率的影响.同时指出,只有在理想回热及无热漏的情况下,气体斯特林热机的效率才能达到卡诺效率.     

斯特林循环的理想和实际效率的讨论

套用大学物理热循环效率的计算公式于理想斯特林热机时,会出现原理上的差错,这是由斯特林热机的特殊设计造成.本文首先从热机效率的基本公式出发,阐述斯特林热机的工作原理,从中看到斯特林热机独特的设计原理使其效率的计算不同于基本公式的原因;其次给出实际斯特林热机工作时热损耗的来源分析;最后结合有关论文的结论,给出工质为范德瓦耳斯气体时的效率与体积比的关联.     

理想斯特林热机循环原理及其效率的计算和实际工作效率的简单讨论

本文首先从热机效率的基本公式出发,阐述理想斯特林热机的工作原理,从中看到斯特林热机独特的工程设计对效率计算的影响,使其效率达到理想卡诺循环效率;其次给出实际斯特林热机工作时的热损耗的来源分析;最后结合有关论文的结论,给出工质为范德瓦耳斯气体时的效率与体积比的关联.     

用注射器做的几个演示实验

用演示实验在给学生表明各种现象时,比口头叙述更直观、更清楚、更明确、更易于理解和记忆.但是由于目前许多乡镇中学仪器设备不足,使一些演示实验不能进行.由于注射器是一个既透明又透热的"气缸活塞"装置,用来演示各种现象便于观察;内部空腔的体积、压强、温度便于调节;可吸气也可排气.     

简易斯特林热机的制作与能量转化效率探究

文章设计和制作了一台小型斯特林热机,并探究了其能量转化过程,提出了一种新的效率计算方法.该热机的机械结构简单、运动过程清晰,材料便宜易得,用于演示物理实验教学效果良好.     

线性唯象传热定律下斯特林热机性能极限分析

建立了存在热阻、热漏、回热损失和机械损失的斯特林热机模型,研究在线性唯象传热定律qα△(T-1)下,热机的轴功率和制动热效率特性,导出了轴功率及制动热效率的表达式,用数值计算分析了热漏、回热损失和机械损失等不可逆因素对热机性能的影响.所得结果可为斯特林热机的优化设计提供一些新的理论指导.     

对沸点与气压关系实验装置的改进

通过增加2个气球改进了沸点与气压关系演示实验装置．学生通过气球体积的变化可了解压强的变化．     

热力学理论演示装置的设计

本文设计了一种以半导体热电隅为主要元件的装置,用此装置即可演示验证热机理论,也可演示验证热泵理论。     

室温推移活塞脉管热机的四种运行模式

脉管制冷机可看作是是斯特林制冷机的变种,带室温推移活塞的脉管制冷机是一种可逆脉管制冷机,与斯特林制冷机一样可工作于四种模式。本文采用数值分析的方法阐述了脉管热机的四种工作模式,即热发动机,热泵,制冷机和冷发动机。     

关于沸腾液体的饱和汽压与外部压强相等的演示实验两则

(一) 为了使学生易于观察到沸腾前后气泡体积的变化不同,并说明沸腾时饱和汽压跟外部压强相等,我们采用下面的装置进行演示和学生分组实验,所需时间不多,效果很好。     

斯特林热机的基本优化关系及功率和效率界限

1前言近年来,有些学者应用有限时间热力学研究斯特林热机的优化性能,获得一些比经典热力学界限更有意义的新性能界限。但至今为数还较少,应继续开展研究。特别是有人提出“21世纪是斯特林热机的世纪’巾一］。本文将进一步研究受热阻、热漏和回热损失三种主要不可逆因素影响的斯特林热机的优化性能,导出热机的基本优化关系及功率和效率界限。结果表明,热漏的存在使斯特林热机的优化性能与无热漏时的有质的差异,而在热阻和回热损失的基础上再考虑热漏的影响,其结果将可反映出实际热机观测性能的主要特征【’,‘］,从而对实际更有指…     

关于密封性对斯特林热机性能影响的研究

针对斯特林热机在等温膨胀过程中存在的工质外漏现象,提出了存在密封性问题的内卡诺循环模型。然后通过有限时间热力学理论和热力学理论对模型进行分析,发现了循环效率与输出功率与密封性的关系。最后利用该关系探讨了影响斯特林热机性能参数的因素,并得到了密封性等对性能影响的4个主要结论,对斯特林热机的研发与优化设计具有一定的理论指导意义。     

自由活塞斯特林热泵的理论与实验研究

自由活塞斯特林热机取消了传统斯特林热机的曲柄连杆结构,具有结构简单、高效率、高可靠性、寿命长等诸多优点。但目前的研究热点多集中于自由活塞斯特林发动机与制冷机,对自由活塞斯特林热泵的研究关注很少。本文设计了一台电驱动自由活塞斯特林热泵,首次提出并采用了热机部分反向布置的结构,彻底避免了高温端换热器对直线电机造成的不利影响,并给出了实验结果。该热泵在-20~50℃的泵热温差下获得了1.4的整机COP。利用热声理论,本文对该热泵进行了理论计算,并与实验结果进行了对比,初步考察了热泵在不同泵热温差、不同输入电功以及不同运行频率的工作特性。     

对一种新型空气热机工作原理的分析

根据物理学原理对单缸单活塞空气热机的工作过程给出了一种物理解释.即:本实验所涉及热机的气缸中工质的状态参量要用3组pVT来表示(气缸工质分为3段),尽管3段空气柱的压强p始终保持相等,但3段空气柱的V、T并不保持相等.在单一活塞运动时,局部空气柱状态参量的变化具有热机效应,部分吸热被转化为对外做功,完成了热机循环.     

斯特林热机演示教具

介绍了日本宇宙航空研究开发机构设计制作的自由活塞斯特林发动机的演示教具,描述了演示教具的结构设计,分析了工作原理.     

带预冷的4K斯特林型脉管制冷机设计

本文提出了采用两级G-M型脉管制冷机预冷一台单级斯特林型脉管制冷机来研究液氦温区斯特林型脉管制冷机性能的实验方案.基于回热器数值模拟软件REGEN3.3,重点研究了液氦温区回热器长度、回热器填料、气体工质对回热器效率的影响.采用低温惯性管作为斯特林型脉管制冷机调相装置,在小声功系统中实现了理想相位关系的调节,有效提高小型斯特林型脉管制冷机的效率.     

“分子束-表面”散射装置研制成功

我国第一台“分子束-表面”散射装置研制成功,并于1985年5月18日通过技术鉴定.该项目是根据1979年真空科学规划,从1982年开始研制,经中国科学院基金会资助由南开大学电子科学系席光康副教授领导的“分子束-表面”研究组完成的.该装置可在单次碰撞条件下进行气体分子与固体表面吸附、解吸、反应(催化)、腐蚀、能量适应等课题研究,从分子(原子)水平揭示表面过程的微观机理,同时可广泛用于能源开发,化工催化、环境保护、真空、材料等国民经济领域里的技术性研究.该装置技术指标如下: 1.真空系统各部分极限与工作压强见表1. 2.在进气压强为6.7×…     

两个演示实验的改进

本介绍了可同时演示共振和驻波现象的共振驻波演示装置，并在原有激光单缝衍射演示实验的基础上设计了可随意调节缝宽的单缝衍射演示装置     

气体压强的演示

如图１所示，取粗５ｍｍ长５５ｃｍ的玻璃管图１弯成Ｕ型管，左管比右管低３～４ｃｍ，往管中灌些水银．找来大号的一次性针筒，将针尖穿过橡皮塞插入烧瓶中，制成简易的气体压强演示器．拉动针筒中的活塞，可改变烧瓶内气体体积，从而可以测定气体不同状态下的压强．这时瓶内气体压强ｐ可从Ｕ型管水银面的高度差ｈ的读数及大气压Ｈ的数值，利用公式ｐ＝Ｈ±ｈ求得．此装置还可验证波意耳马略特定律．通过移动针筒中的活塞，可以改变瓶内气体的体积，再从上述方法中得到压强的改变，从中不难看出一定质量的气体在温度不变的条件下…     

热声热机

热声热机(Thermoacoustic Engine)是一种把热能转换成声能或者说声波等形式的机械功的装置.像其他许多热机一样,它可以逆向运行而作为制冷机,即利用声能将热量从低温热库输向高温热库.热声热机的高运行频率减少了热传导并且无需任何气室.与许多其他热机不同,除了工作流体本身,热声热机没有任何活动部件.