斯特林发动机.doc

关键词热力学第一、第二定律,可逆循环,等容和等温变化,气体定律,效率,斯特林发动机,热量转换,蒸汽泵原理斯特林发动机通过一种可调节的扭力表来调节其负荷。对斯特林发动机的转动频率和温度变化进行研究。有效的机械能源以及有效的电能能够和转动效率建立一个函数关系。发动机工作周期所消耗能量的值能够通过辅助Pv图来进行拟合。斯特林发动机的效率便可以估计出来。,,BNC(同轴电缆接插头),l=,,,、确定燃烧器的热功率2、传感器的校准3、通过Corab3装置,测定在P-V图中的周期性变化,计算由发动机产生的总能量4、用扭力表对机械工作循环的评估、对机械输出功率的计算拟合成一个和旋转频率的函数关系式5、效率评估。实验装置及简介实验装置如图一所示,斯特林发动机的基板(安装板)必须移除,以便斯特林发动机能够固定在相应的pVn传感器基板上面。pVn传感器的增量发射器应该和斯特林发动机的轴相连。然后斯特林发动机被固定在大的基板上。在打开pVnT仪器之前,确保已经和pVn传感器相连接。连接p出口和安装在Cobra3基本元件内部的AnalogIn2/S2;V出口和“AnalogIn1/S1”。把Cobra3基本元件和USB接口相连接。打开开关之后,pVnT一起显示“cal”。两个谈着呢应该有相同的温度。按“校准T”按钮校准他们的温度(即设置他们相同温度的值)。这次对温度的校准设置了温差为零,同时不影响绝对温度的显示。在最上面(图一:实验装置:斯特林发动机)显示的是“OT”,意思是“上死点”。在这个位置,引擎在它的最小体积——即工作活塞应该在它的最低位置。通过转动发动机的轴把活塞下压,按下“校准V”按钮。错误的校准将导致输出电压的相位移。从而产生失真的pV图。三个框中应该显示:0转速/min,、酒精灯的热输出酒精灯内酒精的体积事先被称量好,在实验之后用一个测量容器测量进行测量或者通过称量酒精灯的前后变化的质量,实验记录下质量变化。实验进行相应的持续时间用表或者时钟记录下来。2、校准压力传感器压力传感器必须校准,以便于pV图能够定量得出。启动“measure”程序,选择“Cobra3UniversalWriter”测量器。对压力校准选用“NormalMeasurement”如图二设置。(图二:设置压力校准)放长小柔性管以方便压力传感器和斯特林发动机之间有一个良好的活塞位置,例如:“上死点”,在那个地方活塞的任意路径均是向下,活塞的体积也是最小。再次调整柔性管。现在发动机内的压力约等于外部压力1012hPa,发动机体积为32cm3(最高点处体积为44cm3).按“continue按钮”,缓慢启动发动机并且通过用手转动做一些周期,来使得做等温变化,p·V=常数。在容器和压力读数之间不能存在相位差。停止测量,选择"Analysis">"Channelmodification…"(图三),确定体积范围值用f:=32+U1*12/5(1)来确定真实的体积。因为U1电压随活塞位移变化的32-44cm3到0-5V变化。(图三:修改通道)如果你把U1作为和周围压力相同的压力值,你可以推导出p·V=常数=1013hPa·32cm3.。通过通道修正来传递信息f:=1013·32/V(2)(图四:测量设置)按下“Continue”按钮来记录一条曲线。记录的曲线可能如图五所示。测量体积-压力曲线通过"Analysis">"Channelmodification…"用实际的公式(1)和(3)来进行数学模拟。保存曲线以便于进行后期数据处理。图5:在电压转换的实质测量之前的测量实例使用标记工具(十字架形状在放大镜工具旁边)、切割工具(剪刀形状),取切线以方便出现一条完成的曲线。用“measurement”>"channelmanager...",取volume为x坐标,取压力值为y坐标。如图6所示。在随后出现的“convertrelationtofunction”窗口选择“keepmeasurementinrelationmode”图6:用channelmanager做切线“showintegral”按钮能够用来显示回旋图像。如图7所示。整个回旋图像共有2510mbar·cm3=2510hPa·cm