Effects of piston motion on the power generated by Stirling cycle machines

Other Title(s)

تأثيرات حركة المكبس على الطاقة الناتجة من آلات دورة ستيرلينغ

Author

al-Hazimi, Majid Mualla

Source

Journal of King Abdulaziz University : Engineering Sciences

Issue

Vol. 32, Issue 2 (31 Dec. 2022), pp.89-100, 12 p.

Publisher

King Abdulaziz University Scientific Publishing Center

Publication Date

2022-12-31

Country of Publication

Saudi Arabia

No. of Pages

12

Main Subjects

Mechanical Engineering

Abstract AR

تستخدم هذه الورقة نموذجا بسيطا لتقدير الطاقة المنتجة من محرك ستيرلينغ عند إعطاء المكابس حركة مستمرة بنمط محدد و تردد ثابت و انزياح طور متغير لنسب درجة حرارة تشغيلية مختلفة.

تم فحص نمطين للحركة المستمرة، الجيبية و الجيبية المعدلة، ضد الحركة المتقطعة للدورة المثالية.

الطاقة الناتجة من المحركات ذات المكابس المتحركة باستمرار أقل من الطاقة الناتجة من الدورة المثالية.

تنخفض نسبة الطاقة مع زيادة نسبة درجة الحرارة.

أعلى طاقة منتجة بنسبة درجة حرارة 1.5، هي 97% من الدورة المثالية و تحدث عند تحول طور قدره 81 درجة.

يعمل التشغيل عند 10+- درجة من أعلى حالة تغيير طور الطاقة على تقليل طاقة المنتجة بنسبة 5-7%.

بالنسبة للحركة الجيبية المعدلة، تكون أعلى طاقة منتجة 88% عندما يكون تغيير الطور 55 درجة.

يعمل التشغيل عند درجات من أقصى حالة تغيير طور الطاقة على تقليل طاقة المنتجة بنسبة 2%.

علاوة على ذلك، عند فرق الطور المتسبب في أعلى طاقة منتجة، تنخفض نسبة الطاقة من 97% إلى 93%، للحركة الجيبية حيث تتغير نسبة درجة حرارة الدورة من 1.5 إلى 3.

أما بالنسبة للحركة الجيبية المعدلة فإن الطاقة المنتجة تنخفض من 88% إلى 78 % من قيمتها العليا.

Abstract EN

This paper uses a simple model to estimate the power output of Stirling engine when giving the pistons a continuous motion with a prescribed pattern, fixed frequency, and a variable phase shift for different operational temperature ratios.

Two continuous motions patterns, sinusoidal and modified sinusoidal, have been examined against the discontinuous motion of the ideal cycle.

The power produced from engines having continuously moving pistons is lower than the power produced from the ideal cycle.

The power ratio decreases as the temperature ratio increases.

the highest produced power with a temperature ratio of 1.5, is 97% of the ideal cycle and it occurs at a phase-shift of 81o.

Operating at ±10o off the highest power phase shift condition reduces the output power by 5-7%.

For modified sinusoidal motion, the highest output power is 88% when the phase shift is 55o.

Operating at ±10o off the maximum power phase shift condition reduces the output power by 2%.

Moreover, at the highest output phase shift condition, the power output ratio drops from 97% to 93%, for sinusoidal motion as the cycle temperature ratio changes from 1.5 to 3.

For modified sinusoidal motion, the output power drops from 88% to 78% at the highest phase shift condition.

American Psychological Association (APA)

al-Hazimi, Majid Mualla. 2022. Effects of piston motion on the power generated by Stirling cycle machines. Journal of King Abdulaziz University : Engineering Sciences،Vol. 32, no. 2, pp.89-100.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1469533

Modern Language Association (MLA)

al-Hazimi, Majid Mualla. Effects of piston motion on the power generated by Stirling cycle machines. Journal of King Abdulaziz University : Engineering Sciences Vol. 32, no. 2 (2022), pp.89-100.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1469533

American Medical Association (AMA)

al-Hazimi, Majid Mualla. Effects of piston motion on the power generated by Stirling cycle machines. Journal of King Abdulaziz University : Engineering Sciences. 2022. Vol. 32, no. 2, pp.89-100.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1469533

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 97-99

Record ID

BIM-1469533