068 5

czynnika r (podobnie jak w przypadku obiegu teoretycznego), o tyle praca obiegu osiąga ekstremum (maksimum) w przypadku a -■ 90°. Wartość tej pracy zależy wyraźnie od współczynnika X i maleje wraz z jego zwiększaniem.

Biorąc pod uwagę stopień skomplikowania pr ocesów zachodzących w rzeczywistym silniku Stirlinga, z przedstawionego materiału widać, jak ograniczony jest zakres objęty analizą Schmidta, noszącej również nazwę w przyjętej klasyfikacji - modelu pierwszego rzędu. W okresie początkowym ponownego zainteresowania silnikami Stirlinga, jakie miało miejsce po drugiej wojnie światowej, powstały liczne koncepcje modeli opracowane przez Finkelsteina, Khana, Lee i innych I50J, zmierzające do urealnienia identyfikacji procesów silnikowych. Są one jednak w zasadzie oparte na teorii Schmidta i zaliczane do tej samej klasy modeli.

3.2. BILANSOWANIE STRAT WEWNĘTRZNYCH - MODEL DRUGIEGO RZĘDU

Kolejnym istotnym krokiem w kierunku uwzględnienia zjawisk rzeczywistych było opracowanie przez W.Martini [27) zupełnie nowego modelu matematycznego obiegu cieplnego. W tym modelu, stosując zasadę superpozycji, wprowadzono dwa człony strat wewnętrznych, które uwzględnione w równaniach bilansu ciepła i energii umożliwiają dalsze urealnienie odwzorowania procesów silnikowych. Generalną zasadą przyjętą w modelu jest założenie, że działanie silnika Stirlinga odbywa się cyklicznie w warunkach stanu ustalonego. Oznacza to, że parametry termodynamiczne gazu roboczego (ciśnienie, temperatura, objętość, etc.l na końcu obiegu są równe odpowiednim parametrom na jego początku, a kolejne cykle są dokładnie powtarzane z częstotliwością /. Tak sformułowane założenie umożliwia obliczenie różnego typu wielkości mocy lub strumienia ciepła [71 jako wartości średnich, przy wykorzystaniu stosownych wielkości odnoszących się do jednego obiegu oraz czasu jego trwania t = 1//. Metoda W. Martini doczekała się licznych wariantów w postaci tzw. modeli Riossa, Shoureshi [43], Tew i innych, które różniąc się w szczegółach, zachowują generalną zasadę zaproponowaną przez Martini. Wszystkie wymienione modele zostały zaliczone do grupy tzw. modeli drugiego rzędu. Podstawą prowadzonych obliczeń jest określenie strumienia ciepła ó_t[, który należy doprowadzić do gazu roboczego, aby zrealizować powtarzalny obieg cieplny o określonych parametrach oraz uzyskać moc N przekazywaną przez gaz roboczy na człony wykonawcze mechanizmu roboczego silnika. Strumień ciepła Ó oraz moc określa się dla obiegu porównawczego, zdefiniowanego jedną z metod pierwszego rzędu; najczęściej jest to metoda Schmidta.

W literaturze źródłowej występują liczne wzory różnych autorów, które za pomocą bezwymiarowych współczynników oraz podstawowych parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych silnika umożliwiają obliczenie wartości mocy N - od-

71