Invalidity of isothermal analysis in estimating the thermal performance of stirling engine and cryocooler
Other Title(s)
عدم صلاحية التحليل المتساوي درجة الحرارة في تقدير الأداء الحراري لمحرك و مبرد ستيرلينغ
Joint Authors
Karim, Hayla Jabbar
al-Hamdani, Ali Abd al-Rida F.
Ibrahim, Ali Numan
Source
The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering
Issue
Vol. 21, Issue 4 (31 Dec. 2021), pp.274-288, 15 p.
Publisher
University of Babylon College of Engineering
Publication Date
2021-12-31
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
15
Main Subjects
Topics
Abstract AR
محرك ستيرلنغ هو محرك حراري خارجي، و الذي يعتبر الخيار الأفضل لاستخلاص شغل بالمعنى الميكانيكي في تطبيقات الطاقة الشمسية المركزة.
أبرز خصائص المحرك هي انخفاض مستوى الضجيج، الاهتزاز، و الانبعاثات بالإضافة إلى انعكاسية الاستخدام مع أي نوع من مصادر الحرارة مثل الطاقة الشمسية، الكتلة الحيوية، الحرارة الصناعية و ما إلى ذلك.
في هذا البحث، تم تحليل محرك ستيرلينغ من نوع جاما STE-1008 باستخدام النموذج المتساوي درجة الحرارة لإثبات فشل هذا النموذج في تحليل STE-1008 معتبرا إياه أولا محركا وثانيا مبردا.
تم استخدام معادلة الطاقة لإثبات عجز النموذج المتساوي درجة الحرارة في تحقيق تحليل حراري ناجح لأداء المحرك.
بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير برنامج MATLAB للتحقق من مصداقية النموذج المتساوي الحرارة في تقدير المعالم الحرارية للمحرك.
بينت النتائج ب أن المبادلات الحرارية غير ضرورية وفقا لهذ التحليل، حيث يحدث كل انتقال حراري خارجي ضروري من خلال حدود مساحة العمل و هو أمر مستحيل.
و مع ذلك ، فإن نظرية شميت تلتقط ميزات المحرك الأساسية بشكل رائع لا سيما التفاعل الأساسي بين الحركة المقيدة ميكانيكيا لمكوناته و كذلك الدورة الديناميكية الحرارية التي تنتج عن هذه النظرية .
Abstract EN
The Stirling engine is an external heat engine, which is considered as the best option for extracting work from concentrated solar power applications.
The most prominent characteristics of the engine are low noise, vibration, and emissions besides reflexivity of usage with any kind of heat source such as solar, biomass, industrial heat, etc.
In the present paper, the STE-1008 gamma-type Stirling engine had been analyzed by using an isothermal model to demonstrate the failure of the model in analyzing the STE-1008 considering it firstly as an engine and secondly as a cryocooler.
The energy equation had been used to demonstrate the disability of the isothermal model in achieving a successful thermal analysis for engine performance.
In addition, a MATLAB code had been developed to check the credibility of the isothermal model in the estimation of the engine thermal parameters.
The findings of the isothermal analysis revealed that the heat exchangers are unnecessary.
But, in reality; all the necessary heat transfer occur within the heat exchangers rather than in the working space boundaries.
Therefore, that is invalid conclusion.
However, Schmidt's theory is capable of capturing the essential engine features superbly.
In particular, it is capable of capturing the fundamental interplay between the mechanically restricted movement of the engine components as well as the thermodynamic cycle which is obtained from this theory.
American Psychological Association (APA)
Karim, Hayla Jabbar& Ibrahim, Ali Numan& al-Hamdani, Ali Abd al-Rida F.. 2021. Invalidity of isothermal analysis in estimating the thermal performance of stirling engine and cryocooler. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering،Vol. 21, no. 4, pp.274-288.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1321139
Modern Language Association (MLA)
Karim, Hayla Jabbar…[et al.]. Invalidity of isothermal analysis in estimating the thermal performance of stirling engine and cryocooler. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering Vol. 21, no. 4 (Dec. 2021), pp.274-288.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1321139
American Medical Association (AMA)
Karim, Hayla Jabbar& Ibrahim, Ali Numan& al-Hamdani, Ali Abd al-Rida F.. Invalidity of isothermal analysis in estimating the thermal performance of stirling engine and cryocooler. The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering. 2021. Vol. 21, no. 4, pp.274-288.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1321139
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 287-288
Record ID
BIM-1321139