[기계공학] 스털린 엔진을 이용한 자동차의 설계
등록일 / 수정일- 페이지 / 형식
- 자료평가
- 구매가격
- 2009.08.27 / 2019.12.24
- 9페이지 /
doc (MS워드 2003이하) - 평가한 분이 없습니다. (구매금액의 3%지급)
- 1,400원
최대 20페이지까지 미리보기 서비스를 제공합니다.
자료평가하면 구매금액의 3%지급!
1
2
3
4
5
6
7
8
9
추천 연관자료
- 목차
-
1. 설계목적2. 설계 이론
1) 스터링 엔진
2) 카르노 사이클(Carnot Cycle) 및 스터링 사이클(Stirling Cycle) 비교
(1) 카르노 사이클 (Carnot Cycle)
(2) 스터링 사이클 (Stirling cycle)
3. 설계
1) 가정과 조건
2) 자동차 이동거리 계산 과정
3) 설계 도면 (CATIA)
4) 제작에 필요한 재료와 가격
4. 자동차의 예상 성능
5. 달성 계획표
- 본문내용
-
1. 설계목적
스털링 사이클을 이용하여 열 에너지를 운동 에너지로 전환 시킬 수 있는 자동차의 엔진을설계하고 가능한 주어진 제약 조건에서 가능한 긴 거리를 이동할 수 있는 자동차에 적용해 본다.
2. 설계 이론
1) 스터링 엔진
스터링 엔진은 스코틀랜드의 성직자인 Robert Stirling (1790-1878)에 의해 1816년에 고안되었다. 기본 메커니즘은 가열 과 냉각의 2가지 등적변화(부피일정)와 압축 및 팽창의 2가지 등온변화(온도일정)로 구성되는 외연기관이다. 19세기에는 증기기관과 더불어 연구되었지만 효율이 증기기관에 비해 낮아 내연기관에 밀려나게 되었다. 스터링 엔진인 이미 예전에 고안되었지만, 이를 실제로 만들기 위한 알맞은 물질 과 작동가스의 선정이 어려워서 당시에는 잘 제대로 사용될 수 없었다. 만일 그 당시 제작에 알맞은 물질과 작동가스가 발견되었다면, 증기기관이나 내연기관등과 같이 널리 사용되었을 것이다. 현재에는 초기에 작동가스로 사용되던 공기를 수소나 헬륨 등의 적합한 작동가스로 채택하고 연구 개발을 통해서 현재에는 열효율이 40%인 것이 있다.
2) 카르노 사이클(Carnot Cycle) 및 스터링 사이클(Stirling Cycle) 비교
스터링 엔진의 기본인 스터링 사이클과 유사한 카르노 사이클을 같이 알아보고 비교해 보면 아래와 같다. 결론적으로는 스터링 사이클은 카르노 사이클에 비해 두 개의 열공급원이 더 사용하며 최대 열효율은 같지만 동일한 조건하에서 사이클당 더 많은 일을 한다.
(1) 카르노 사이클 (Carnot Cycle)
프랑스의 물리학자 Nicolas L.S. Carnot에 의해서 창안된 카르노 사이클은 두 개의 일정하게 온도가 유지되는 무한한 열 공급원으로 동작하는 가역사이클이다. 아래의 그림은 카르노 사이클의 압력-체적 선도이며 이상적인 경우의 효율은 아래의 식을 통해서 구할 수 있다.
(2) 스터링 사이클 (Stirling cycle)
스코틀랜드의 성직자 Robert Stirling에 의해서 창안된 스터링 사이클은 스터링 엔진의 기본에 되며, 고온과 저온의 열 공급원 및 재생기(Regenerator)가 필요로 한다. 재생기는 기관의 효율을 높이기 위해서 필수요소이다. 재생기는 고온부와 저온부 사이에두 곳을 왕복하는 작동가스의 통로에 위치한다. 기본적으로 두가지의 역할이 우선 요구되는데, 첫째로 고온부에서 저온부로 흐르는 열전도를 최대한 막아서 큰 온도차를 유지시켜야 하고, 둘째로 작동가스가 고온부에서 저온부로 갈 때, 가지고 있던 열을 저장했다가 다시 고온부로 올 때, 열을 받아들일 수 있도록 가스와 열교환을 잘해야 한다. 즉 엔진의 효율이 고온부와 저온부의 온도차에 의해 결정되고, 저온부에서 고온부로 돌아오는 가스를 재가열하지 않아야 성능을 극대화 할 수 있다는 점에서 재생기는 성능과 가장 밀접한 관계를 가지고 있다. 이 기관의 효율은 아래의 식을 통해서 구할 수 있다.
자료평가
-
아직 평가한 내용이 없습니다.
