Несмотря на всю пользу приведенных на рис. 5-5 диаграмм, легко представить, что существует бесконечное множество различ­ных сочетаний конструктивных параметров. Искать варианты оп­тимальных сочетаний параметров — дело утомительное. Для прео­доления указанных трудностей строятся результирующие графики, подобные тем, что приводятся соответственно для двигателей на рис. 5-7 и для холодильных машин на рис. 5-8.

Значения параметра холодопронзво — дительиости, характеризующегося количе­ством теплоты, поглощаемой в полости расширения, отличаются от его действи­тельных значений приблизительно в 3 раза.

Графики на рис. 5-7 пост­роены с использованием опти­мизации по параметру P/puaKCVT. Для указанного параметра при различных значениях а и k и постоянных т и X были образо­ваны поверхности, подобные приведенным на рис. 5-5. Далее были определены вершины каждой из поверхностей, и эти значения, харак­теризующие максимум параметра P/pMaKCVT, вместе с аопт и konr нано­сились на соответствующие диаграммы рис. 5-7. Все эти графики были построены в зависимости от температуры полости расшире­
ния; температура полости сжатия, равная 300 К, принималась Всегда постоянной. Затем были определены и нанесены на графики вершины поверхностей для различных значений т и X. Подобный метод был применен и для получения аналогичных графиков для холодильных машин, оптимизированных по параметру холодо — производительности QЈ/pMaKCVr (см. рис. 5-8).

Работа по определению координат вершин поверхностей для любых постоянных значений т и X и при начальных параметрах а и K выполнялась с применением самооптимизирующей цифровой ЭВМ по программе, созданной с использованием метода наибыстрей­шего спуска, описанцого Уокером в 1962 г.

Применение для конструирования результирующих графиков

Графики, приведенные на рис. 5-7 и 5-8, рекомендуется исполь­зовать на предварительных стадиях конструирования машин с цик­лом Стирлинга.

В случае двигателя необходимо, во-первых, установить допусти­мую температуру ТЕ для полости расширения. Она определяется природой теплового источника и теми конструкционными материа­лами, которые могут быть применены для теплообменников и ци­линдра полости расширения. При выбранных значениях темпера­туры ТЕ на трех графиках проводятся вертикальные линии. Из графиков по точкам пересечения вертикальных линий с сетками кривых для выбранных значений отношений мертвого объема можно определить соответствующие оптимальные значения фазового угла а и отношения вытесняемых объемов K. Аналогичным образом может быть определено и значение параметра мощности P/pMaKCVT. По­скольку ТЕ известно, а Тс принимается (значение этой темпера­туры в двигателе с водяным охлаждением приблизительно равно 300 К), то может быть рассчитан и параметр Я/рмаксУг. Таким образом, зная т, X, а и K и используя краткий перечень приведен­ных выше уравнений, можно перейти к непосредственному конструи­рованию двигателя.

Нельзя не отметить, что расчетные данные, полученные для цикла по теории Шмидта, весьма оптимистичны. Как показывает опыт, нельзя ожидать от реального двигателя значений мощности и эффективности, составляющих более 30—40%, предсказываемых по теории Шмидта.