Σχεδιασμός, ανάλυση και προσομοίωση λειτουργίας πρωτότυπου εμβολοφόρου κινητήρα Ericsson

Τζουγανάκης, Παντελεήμων; Tzouganakis, Panteleimon

dc.contributor.author	Τζουγανάκης, Παντελεήμων	el
dc.contributor.author	Tzouganakis, Panteleimon	en
dc.date.accessioned	2020-04-26T19:13:11Z
dc.date.available	2020-04-26T19:13:11Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50258
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17956
dc.rights	Default License
dc.subject	Μεταφορά Θερμότητας	el
dc.subject	Μηχανή Ericsson	el
dc.subject	Μηχανές Εξωτερικής Καύσης	el
dc.subject	Θερμοδυναμική	el
dc.subject	Μεταβατική Κατάσταση	el
dc.subject	Heat Transfer	en
dc.subject	Ericsson Engine	en
dc.subject	External Combustion Engines	en
dc.subject	Thermodynamincs	en
dc.subject	Transient	en
dc.title	Σχεδιασμός, ανάλυση και προσομοίωση λειτουργίας πρωτότυπου εμβολοφόρου κινητήρα Ericsson	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θερμοδυναμική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-29
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός υπολογιστικού μοντέλου για την προσομοίωση της λειτουργίας ενός κινητήρα Ericsson και η τροποποίησή του έτσι ώστε να μπορεί να επιτυγχάνει σε ένα μεγάλο βαθμό τον ιδανικό κύκλο Ericsson. Ο κινητήρας Ericsson αποτελεί μία μηχανή εξωτερικής καύσης η οποία κατασκευάστηκε με προοπτική να πετυχαίνει το μέγιστο θερμοδυναμικό βαθμό απόδοσης που είναι εφικτός μεταξύ δύο ακραίων θερμοκρασιών από το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα και ισούται με την απόδοση του ιδανικού κύκλου Carnot. Η λειτουργία του στηρίζεται στη χρήση ξεχωριστών κυλίνδρων για τη συμπίεση και την εκτόνωση του εργαζόμενου μέσου σύμφωνα με τον ιδανικό κύκλο Ericsson και την χρήση ενός αναγεννητή που χρησιμοποιεί τη θερμότητα που περιέχεται στο ρευστό που αποβάλλεται από τον εκτονωτή για τη θέρμανση του ρευστού που εξέρχεται από τον συμπιεστή. Ωστόσο, οι διατάξεις που λειτουργούν σήμερα δεν καταφέρνουν να επιτύχουν αυτήν την απόδοση. Η πολυπλοκότητα του ελέγχου και της λειτουργίας των βαλβίδων του κινητήρα, ο τρόπος αλληλεπίδρασης των επιμέρους υποσυστημάτων του και η επίτευξη θερμοδυναμικών κύκλων μέσα στους κυλίνδρους που προσεγγίζουν περισσότερο τον κύκλο Joule, η απόδοση του οποίο είναι συγκριτικά κατώτερη από εκείνη του Ericsson, δεν έχουν επιτρέψει την κατασκευή ενός λειτουργικού κινητήρα Ericsson που να πληροί τις προδιαγραφές απόδοσης που παρουσιάστηκαν παραπάνω. Για τον λόγο αυτό, στην παρούσα εργασία αναπτύσσεται ένα υπολογιστικό μοντέλο που προσομοιώνει αναλυτικά τη λειτουργία αρχικά των υποσυστημάτων του κινητήρα και στη συνέχεια επιτυγχάνει τη συνδυασμένη δράση τους. Με βάση αυτό, εξετάζεται η απόδοση των υπαρχόντων διατάξεων και προτείνεται ένας νέος τρόπος ψύξης/θέρμανσης των κυλίνδρων του για την επίτευξη κύκλων Ericsson. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι για να συμβεί αυτό, απαιτούνται κύλινδροι με αρκετά μικρό λόγο διαμέτρου εμβόλου/ διαδρομής εμβόλου, χαμηλές στροφές και πολύ μικρό πάχος τοιχώματος.	el
heal.abstract	The purpose of this work is to develop a computational model to simulate the operation of an Ericsson engine and modify it so that it can largely achieve the ideal Ericsson cycle. The Ericsson engine is an external combustion engine designed to achieve the highest thermodynamic efficiency possible between two extreme temperatures by the second thermodynamic law and equals the performance of the ideal Carnot cycle. Its function is based on the use of separate cylinders for compressing and expanding the working medium according to the ideal Ericsson cycle and the use of a regenerator that uses the heat contained in the fluid discharged by the expander to heat the fluid coming out of the compressor. However, the configurations in place today do not achieve this performance. The complexity of the control and operation of the valves of the engine, the way its individual subsystems interact and the achievement of thermodynamic cycles within the cylinders that is close to the Joule cycle, whose performance is comparatively lower than the Ericsson’s one, have not allowed the manufacture of an operating Ericsson engine that meets the performance requirements set out above. For this reason, a computational model is developed in the present work which simulates the operation of the engine subsystems first and then achieves their combined effect. On this basis, the performance of existing configurations is examined and a new way of cooling / heating its cylinders is proposed to achieve Ericsson cycles. The results show that cylinders with a fairly low piston diameter / piston stroke ratio, low engine revolutions and very low cylinder wall thickness are required.	en
heal.advisorName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Προβατίδης, Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Κουλοχέρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Στοιχείων Μηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false