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Un nuevo enfoque acoplado para la consideración del bombeo de entalpía en un motor Stirling de pistón libre (FPSE)

Autores: Majidniya, Mahdi; Mabrouk, Mohamed Tahar; Kheiri, Abdelhamid; Remy, Benjamin; Boileau, Thierry

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Un nuevo enfoque acoplado para la consideración del bombeo de entalpía en un motor Stirling de pistón libre (FPSE)


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Bombeo
Pérdidas
Entalpía
Modelos
Brecha
Stirling

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un grupo de pérdidas que puede afectar considerablemente el rendimiento de los Motores Stirling de Pistón Libre (FPSE) es el bombeo de entalpía y el efecto de lanzadera, que se deben al espacio que existe entre el cilindro y el desplazador. El efecto de lanzadera es inducido por el movimiento periódico del desplazador entre las fuentes caliente y fría. El bombeo de entalpía, que es el tema del presente estudio, se debe al flujo similar a un cortocircuito entre los espacios caliente y frío. Para estudiar estas pérdidas, primero se desarrolla y valida un modelo dinámico no lineal del FPSE. Luego, para estudiar el bombeo de entalpía basado en eso, se presentan un modelo acoplado (por primera vez) y un modelo desacoplado. La diferencia entre los dos modelos es que el primero proporciona un enlace dinámico y térmico entre el modelo Stirling y el modelo de pérdidas, mientras que el segundo los estudia por separado. Se investigó el efecto del tamaño del espacio en ambos modelos de pérdidas. Los resultados de los modelos acoplado y desacoplado fueron bastante diferentes debido al considerable efecto del bombeo de entalpía en la respuesta del FPSE. Los resultados mostraron que el bombeo de entalpía en el modelo desacoplado supera la potencia total de salida cuando el espacio excede, y cuando el espacio excede, el bombeo de entalpía es alrededor de diez veces mayor que la potencia de salida. En contraste, el bombeo de entalpía en el modelo acoplado es siempre menor que la potencia de salida, lo cual es lógico. Así, el modelo acoplado se presentó como el modelo adaptado que debe ser considerado para futuros estudios de FPSE.

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