해석적 근사해에 근거한 스터링기관의 2차단열해석법

A Second-Order Adiabatic Analysis Method of Stirling Engines Based on the Approximate Analytical Solution

본 연구에서는 이미 알려진 이상적인 단열모델에 대한 해석적 근사해를 기본 해로 취하고, 열교환과정의 손실 및 작동유체의 유동손실 등 성능에 미치는 영향이 비교적 큰 인자만을 고려하여, 성능을 쉽게 예측할 수 있는 2차단열해석법의 하나를 개발하고자 한다. 방법의 타당성및 적용예를 보이기 위하여 기존의 스터링기관중 각 종제원및 실험결과가 발표되어 있어 비교의 기준으로서 적합한 GPU-3(ground power unit)기관을 대상으로 해석방법을 실제 적용하고 결과를 고찰하기로 한다.

To predict performances of Stirling Engines, a second-order analysis method has been developed. The present method which is based on the approximate analytical solution to the Ideal Adiabatic Model includes major loss mechanisms due to finite heat transfer and flow friction. Comparison of calculated results with previously reported study for a specific engine shows reasonable agreements and a possibility of being used for basic designs. Also, predicted performances with repect to engine speeds are consistent with experimental data in trend. To improve the prediction capability of this method, it is needed that not only additional losses should be taken into account, but also fundamental characteristics of oscillating flow and heat transfer should be better understood.