Μοντελοποίηση των θερμικών απωλειών σε μηχανές Vuilleumier

Κόλλιας, Ιωάννης; Kollias, Ioannis

dc.contributor.author	Κόλλιας, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Kollias, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2016-05-27T08:17:22Z
dc.date.available	2016-05-27T08:17:22Z
dc.date.issued	2016-05-27
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42545
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4453
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Παραγωγή και Διαχείρηση Ενέργειας”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Μηχανές Vuilleumier	el
dc.subject	Θερμικές απώλειες	el
dc.subject	Αντλία θερμότητας	el
dc.subject	Κρυογονική μηχανή	el
dc.subject	Μηχανές Stirling	el
dc.subject	Conduction losses	en
dc.subject	Pumping losses	en
dc.subject	Vuilleumier heat pump	en
dc.subject	Shuttle losses	en
dc.subject	Stirling engine GPU - 3	en
dc.title	Μοντελοποίηση των θερμικών απωλειών σε μηχανές Vuilleumier	el
dc.title	Modeling of thermal losses in Vuilleumier machines	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Θερμοδυναμική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-02-24
heal.abstract	Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία εξετάζει τις διάφορες μορφές θερμικών απωλειών και τα μοντέλα τους σε μηχανές Vuilleumier. Σε μια εποχή που η αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη αποτελεί μείζον περιβαλλοντικό ζήτημα και γίνονται προσπάθειες για μείωση των εκπομπών CO2 η τεχνολογία των μηχανών Stirling και Vuilleumier θα μπορούσε να βοηθήσει σε σημαντικό βαθμό. Η λειτουργία των μηχανών αυτών με πηγή θερμότητας τον ήλιο και μόνο μπορεί να συμβάλλει στην μετρίαση του προβλήματος αυτού. Η εργασία χωρίζεται σε τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία εισαγωγή στις μηχανές Vuilleumier, στα λειτουργικά χαρακτηριστικά τους και στον θερμοδυναμικό κύκλο που επιτελούν. Επίσης, παρουσιάζονται οι ομοιότητες και οι διαφορές με τις μηχανές Stirling, η μηχανή VM ελευθέρων εμβόλων καθώς και οι διάφορες κατηγορίες μοντέλων ανάλυσης. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά σε ορισμένες μηχανές VM παλαιές και νεότερες. Αφορούν εφαρμογές θέρμανσης και ψύξης σε οικίες καθώς και κρυογονικής ψύξης σε φορητά συστήματα νυχτερινής όρασης για στρατιωτικούς σκοπούς. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση των μοντέλων απωλειών σε μηχανές Stirling των ερευνητών I.Urieli, D.Berchowitz, Y.Timoumi, W.Martini και J.Pfeiffer και η επέκτασή τους σε μηχανές VM. Περιγράφονται οι διάφορες μορφές απωλειών, η ενεργειακή θεώρηση για κάθε ερευνητή και οι διάφορες εξισώσεις των μοντέλων τους. Στην αρχή του κεφαλαίου υπάρχει μία ενότητα που δίνει συνοπτικά τα μοντέλα για κάθε ερευνητή καθώς και ορισμένα γραφήματα. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται αρχικά η τεκμηρίωση των μοντέλων στη μηχανή Stirling GPU – 3. Έπειτα παρουσιάζονται και συγκρίνονται μεταξύ τους τα διάφορα μοντέλα απωλειών με βάση το ισοθερμοκρασιακό μοντέλο, τα οποία εφαρμόστηκαν στην αντλία θερμότητας VM του Κuhl [19]. Στη συνέχεια δίνονται τα αποτελέσματα του ιδανικού αδιαβατικού μοντέλου ανάλυσης το οποίο αποτελεί βάση για ένα από τα μοντέλα απωλειών που προηγήθηκαν και γίνεται η σχετική σύγκριση με αυτό του ισοθερμοκρασιακού. Η ανάλυση έγινε με τη βοήθεια του υπολογιστικού εργαλείου MATHCAD. Στο τέλος της εργασίας δίνεται παράρτημα των προγραμμάτων MATHCAD καθώς και ευρετήρια σχημάτων και πινάκων.	el
heal.abstract	This thesis examines the various forms of heat losses and models in Vuilleumier machines. At a time when the warming of the planet is a major environmental issue and efforts are made to reduce the CO2 emissions, the technology of Stirling and Vuilleumier machines could help significantly. The operation of these machines with only heat source being the sun can help to alleviate this problem. This study is divided in four chapters. The first chapter is an introduction to the Vuilleumier engines, operating characteristics and thermodynamic cycle performed. It also presents the similarities and differences with Stirling engines, the free piston VM machine and the various categories of analysis models. The second chapter refers to certain VM machines (earlier and more recent). VM machines are used for heating and cooling applications in homes and cryogenic cooling in portable night vision equipment for military purposes. The third chapter is a presentation of thermal losses models of the researchers: I. Urieli, D. Berchowitz, Y. Timoumi, W. Martini and J. Pfeiffer. These models were developed for Stirling engines, but in this work they were extended to Vuilleumier machines also. It follows a description of different types of losses, energy approach for each researcher and the various equations of each model. The third chapter begins with a section that describes briefly each model and gives some graphs. The fourth chapter firstly refers to the documentation of models in Stirling engine GPU - 3. Then, comparisons between the various loss models based on the isothermal model are presented, using the VM heat pump of Dortmund university described by Kuhl [19] as a case study. Also, the ideal adiabatic analysis is applied for one of the models mentioned before and is compared with the isothermal. The analysis was performed using MATHCAD software. At the end of this post graduate thesis an appendix of MATHCAD programs is attached as well as figures and table indexes.	en
heal.advisorName	Ρογδάκης, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Ρογδάκης, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	194 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false