بهبود دقت مدلسازی مرتبه دوم با محاسبه تلفات ناشی از انتقال حرارت اجزای موتور استرلینگ

نیاز به استفاده از پیشرانه های بسیار کم صدا در کشتی های تحقیقاتی به منظور جلوگیری از انتشار آلودگی صوتی و همچنین زیر دریایی های نظامی به منظور جلوگیری از ردگیری آن ها باعث شده تا موتورهای استرلینگ در این صنایع با استقبال مناسبی همراه شوند. اما یکی از مسائل مهم در زمینه توسعه موتورهای استرلینگ، ارائه یک مدل دقیق، سریع و کم هزینه به منظور شبیه سازی و پیش بینی دقیق رفتار این نوع از موتورها است. روش های مرتبه دوم با وجود برخورداری از مزایایی نظیر سرعت بالا و همچنین کم هزینه بودن، کماکان به دلیل استفاده از فرض های ساده کننده از دقت قابل قبولی برای محاسبات برخوردار نیستند. یکی از فرض های ساده کننده که تاثیر بسیار زیادی بر روی دقت مدل سازی موتور استرلینگ می گذارد بخش مربوط به انتقال حرارت موتور استرلینگ است. در همین راستا و به منظور کاهش خطای شبیه سازی ناشی از عدم دقت مدل های انتقال حرارت، مدل جدیدی مبتنی بر روش های مرتبه دوم در این پژوهش توسعه داده شد. برای این منظور تلفات ناشی از انتقال حرارت دیواره ها و همچنین اجزای موتور استرلینگ با توجه به جریان جرمی و همچنین محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی در هر لحظه از حرکت موتور استرلینگ بدست می آید. موارد ذکر شده با استفاده از یک الگوریتم حل جدید همگرا شده و یک مدل اصلاح شده را تشکیل می دهد. نتایج حاکی از آن است که اصلاح روابط انتقال حرارت بهبود شبیه سازی ترموینامیکی را به دنبال داشت بطوریکه بازدهی چرخه موتور استرلینگ در مدل پژوهش پیش رو نسبت به نتایج تجربی تنها ۱/۵% اختلاف را نشان می دهد. همچنین اختلاف کار پیش بینی شده توسط مدلسازی صورت گرفته نسبت به نتایج تجربی معادل ۱/۳ درصد می باشد.