В данном численном исследовании рассмотрена математическая модель для точного моделирования производительности и подробного поведения холодильной машины Стирлинга. Математическая модель для альфа холодильной машины Стирлинга с гелием в качестве рабочего вещества будет спользоваться в оптимизации механической конструкции этих машин. Разработана полная нелинейная математическая модель машины, в том числе термодинамика гелия и теплопередачи от стенок, а также передача тепла и сопротивление газа в регенераторе. Получены безразмерные группы, и численно решена математиче-
ская модель. Изменяются важные конструктивные параметры, и определяется их влияние на производительность холодильной машины. Представлены результаты моделирования холодильной машины Стирлинга, которые включают передачу тепла и коэффициент преобразования.
In present numerical research, the mathematical model for precise performance simulation and detailed behavior of Stirling refrigerating machine is considered. The mathematical model for alpha Stirling refrigerating machine with helium as the working fluid will be useful in optimization of these machines mechanical design. Complete non-linear mathematical model of the machine, including thermodynamics of helium, and heat transfer from the walls, as well as heat transfer and gas resistance in the regenerator is developed. Non-dimensional groups are derived, and the mathematical model is numerically solved. Important design parameters are varied and their effect on Stirling refrigerating machine performance determined. The simulation results of Stirling refrigerating machine which include heat transfer and coefficient of performance are presented.
Keywords: Stirling refrigerating machine – Mathematical model – Dimensionless characteristics – Energy efficiency – Helium
У даному чисельному дослідженні розглянута математична модель для точного моделювання продуктивності та докладної поведінки холодильної машини Стірлінга. Математична модель для альфа холодильної машини Стірлінга з гелієм в якості робочої речовини буде використо-вуватися в оптимізації механічної конструкції цих машин. Розроблена повна нелінійна матема-тичну модель машини, в тому числі термодинаміка гелію і теплопередача від стінок, а також передача тепла і опір газу в регенераторі. Отримано безрозмірні групи, і чисельно розв'язано математичну модель. Змінюються важливі конструктивні параметри, і визначається їх вплив на продуктивність холодильної машини. Представлені результати моделювання холодильної машини Стірлінга, які включають передачу тепла і коефіцієнт перетворення.
Ключові слова: Холодильна машина Стірлінга – Математична модель – Безрозмірні параметри – Енергоефективність – Гелій
