Optimizing the Piston Paths of Stirling Cycle Cryocoolers

斯特林发动机 斯特林循环 低温冷却器 活塞(光学) 控制理论(社会学) 卡诺循环 机械工程 计算机科学 数学 工程类 热力学 物理 控制(管理) 光学 人工智能 波前
作者
Raphael Paul,Karl Heinz Hoffmann
出处
期刊:Journal of Non-Equilibrium Thermodynamics [De Gruyter]
卷期号:47 (2): 195-203 被引量:45
标识
DOI:10.1515/jnet-2021-0073
摘要

Abstract The ideal Stirling cycle provides a clear control strategy for the piston paths of ideal representations of Stirling cycle machines. For non-equilibrium Stirling cycle machines however, piston paths aiming to emulate the ideal cycle’s four strokes will not necessarily yield best performance. In this contribution, we ask the question: What are the COP -optimal piston paths for specific non-equilibrium Stirling cryocoolers? To this end, we consider a low-effort Stirling cryocooler model that consists of a set of coupled ordinary differential equations and takes several loss phenomena into account. For this model and an exemplary parameter set, piston path optimizations are done with an indirect iterative gradient method based on optimal control theory. The optimizations are repeated for two different kinds of volume constraints for the working spaces: one representing an alpha-Stirling configuration, the other a beta-Stirling configuration. Compared to harmonic piston paths, the optimal piston paths lead to significant improvements in COP of ca. 88 % for the alpha-Stirling and ca. 117 % for the beta-Stirling at the maximum- COP operational frequency. Additionally—and even though the optimizations were performed for maximum COP —cooling power was increased with even lager ratios.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ln1361804685完成签到 ,获得积分10
4秒前
652183758完成签到 ,获得积分10
8秒前
wxyinhefeng完成签到 ,获得积分10
10秒前
田洪艳完成签到 ,获得积分10
20秒前
哈哈完成签到,获得积分10
31秒前
家的方向完成签到,获得积分10
32秒前
康康舞曲完成签到 ,获得积分10
32秒前
零玖完成签到 ,获得积分10
33秒前
搞不动科研完成签到,获得积分10
34秒前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
40秒前
简爱完成签到 ,获得积分10
43秒前
星辉的斑斓完成签到 ,获得积分10
43秒前
mengmenglv完成签到 ,获得积分0
44秒前
谦让的板栗完成签到 ,获得积分10
44秒前
梦之完成签到 ,获得积分10
51秒前
zzy完成签到,获得积分10
52秒前
千里Mu-完成签到,获得积分10
58秒前
lili完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhenzhen完成签到,获得积分10
1分钟前
小海完成签到,获得积分10
1分钟前
sll完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
往徕完成签到,获得积分10
1分钟前
patrickzhao完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
村上春树的摩的完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
roundtree完成签到 ,获得积分0
1分钟前
LOST完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
11完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lll发布了新的文献求助10
1分钟前
Jasper应助lll采纳,获得10
1分钟前
香蕉觅云应助lll采纳,获得10
1分钟前
大白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
绿色之梦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Elements of Propulsion: Gas Turbines and Rockets, Second Edition 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6246697
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8070108
关于积分的说明 16845865
捐赠科研通 5322862
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2834283
邀请新用户注册赠送积分活动 1811763
关于科研通互助平台的介绍 1667516