배기열을 이용한 스털링엔진 단열해석

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학교 수업 보고서입니다
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목차

<용어정리>
1. 서론
2. 프로젝트 수행일정
3. 이론적 근거
3.1. Ideal Isothermal analysis(이상 등온과정 해석)
3.1.1. Schmidt analysis
3.2. Ideal Adiabatic Analysis
4. 해석
4.1. 작동원리
4.2. SI 엔진
4.3. 스털링엔진의 개념설계
4.3.1. 히터부분 핀 설계
4.3.2. 히터&쿨러
4.3.3. 재생기
5. 결과값
6. 결론
7. 참고문헌
8. Data 정리

본문내용

스털링 엔진은 유한한 온도차를 유지할 수 있는 환경이 조성된 경우 그 구성이 가능한 시스템으로 알려져 있으며, 외부의 열원으로 밀폐된 공간내의 작동가스를 가열 및 냉각함으로서 발생되는 압력 및 체적 변화로부터 동력을 얻는 장치이다. 또한 다양한 연료의 사용이 가능한 외연기관(External Combusion Engine)의 일종으로서 화석연료를 대체하여 새로운 에너지원으로 사용할 수 있고 내연기관(Internal combustion engine)에 비해 폭발과정이 없어서 소음 및 진동이 작고, 기계적 구조가 간단하여 고장의 요인이 적다는 점에서 최근 새롭게 각광을 받고 있다.
스털링 엔진은 정숙성, 고효율성 저공해, 다종 열원이용등의 특징을 가지고 있기 때문에, 스털링 냉동기, 도서지방의 태양열 스털링 발전플랜트, 지열이용형 저온도차 스털링 엔진등에 대한 도입을 축진시키는 것이 장래의 에너지부족의 해소, 환경보전등의 면에서 큰성과를 거둘수있으리라 예상된다.
현재 하이브리드 자동차의 경우 장거리 주행시 내연기관을 작동하고, 단거리 주행시 내연기관을 통해 발전된 전력을 이용하여 외연기관을 작동시키는 원리가 적용 되고 있다는 점에 착안하여, Brain Storming을 통해 엔진의 배기열을 이용한 동력생산 방안을 고려하였다. 최근 다시 부각되고 있는 스털링 엔진적용을 착안하여, 이에 따른 방안을 모색하였다. 내연기관은 발생하는 총 에너지의 70%정도의 폐열이 낭비된다는 것을 알게 되었다. 실린더 실내 연소이후 배기되는 열에너지를 이용하여 스털링엔진을 작동시킴으로 추가적인 전력 혹은 동력을 얻는 것이 목적이다.
초기 설계시 선진국을 중심으로 널리 보급되고 있는 CI엔진에 장착하려 하였으나, 열전달시 핀에 매연의 낌 현상을 고려하여 SI엔진에 장착하는 것으로 결정 하였다. 외연기관의 위치결정도 중요하여, SI실린더 배기구에 가깝게 장착하려 하였다. 하지만 여러 가지 고려사항으로 인해 삼원촉매 이후 장착하는 것으로 결정하였다.

참고 자료

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