090 4

tecznego określenia ciśnienia wynikowego p^ jako średniej arytmetycznej z wartości na granicach komórek. Dzięki temu zabiegowi otrzymuje się poprawę płynności przebiegu ciśnień w poszczególnych fazach obiegu i częściach przestrzeni roboczej.

Przeprowadzone próby wykorzystania kilku metod numerycznych całkowania równań różniczkowych wykazały, że najbardziej przydatna w tym przypadku okazała się metoda Jednokrokowa 1581, wg której wartość funkcji całkowanej w chwili t + At jest określana na podstawie pochodnej funkcji w chwili t. Wymaga ona jednak narzucenia z góry bardzo małego przyrostu czasu At, rzędu 1+2 jjs.

Wyniki przeprowadzonych obliczeń komputerowych ujęte w formie graficznej są podstawą przedstawionego niżej przykładowego opisu zjawisk termodynamicznych, właściwych określonej przestrzeni roboczej silnika Stirlinga. Realizacja przemian zbliżonych do rzeczywistych powoduje, że ciśnienia w przestrzeniach sprężania i rozprężania są zróżnicowane (rys. 3.6). Zmiana tych ciśnień w funkcji objętości daje dwa obiegi, z których ten dla przestrzeni rozprężania E jest prawoskrętny (praca silnika), a ten dla przestrzeni sprężania C lewoskrętny (praca sprężarki). Obydwa obiegi są przedstawione wspólnie na rys. 3.7.

p

H

s u

f 3

1-1---r~

-1-1-1-1-1-1-1-1-1-

o    ctooo2    o,mu    o,ooo6    ooooe r o 0001

V (m³!    ¹

Rys. 3.7. Wykres indykatorowy przestrzeni sprężania C i rozprężania E

Generalnie przebiegi ciśnień są związane z funkcją objętości V + V^ przedstawioną na rys. 3.8 oraz kierunkiem przetłaczania gazu. W początkowym okresie obiegu odbywa się sprężanie gazu wynikające ze zmniejszania objętości V + V . Następnie ciśnienie zwiększa się wskutek przetłaczania gazu przez wymienniki ciepła do przestrzeni rozprężania. Wówczas objętość przestrzeni sprężania V_c zmniejsza się, a przestrzeni rozprężania V zwiększa, natomiast zmiany objętości sumarycznej są niewielkie. Podczas tej części obiegu ciśnienie p_c jest większe od P_£, przy czym maksymalna różnica ciśnień Ap osiąga wartość 108 kPa. Kolejno występuje faza, w której objętość V_c + gazu powiększa się powodując rozprę-

93