Michal Takáts

In-Cylinder Heat Transfer Modelling

Abstract The goal of the paper is to discuss specific features of the in-cylinder heat transfer calculation based on widely used empirical formulas. The potential of in-house codes compared with commercially available software packages is presented. The principles of user models in the GT-SUITE environment are also explained. The results of calibrated models are briefly discussed.

Mixture Dilution on a Natural Gas SI Engine Operating at Low Load

Shrnutí V článku je prezentován výsledek experimentálního průzkumu spalování zředěné směsi zemního plynu se vzduchem při nízkém zatížení zážehového motoru. Zředění směsi vzduchem a recirkulujícími spalinami bylo porovnáno s provozem na stechiometrickou směs. Byla provedená detailní termodynamická analýza záznamu průběhu tlaku ve válci a byl vyhodnocen a analyzován průběh hoření. Výsledky naznačují potenciál ke zlepšení účinnosti motoru a současně možnost významného snížení emise NOX v surových spalinách v porovnání se spalováním homogenní stechiometrické směsi.

1-D Model of a Real Stirling Engine Calibrated by Experiments

In this study the results of a detailed thermodynamic investigation of a real Stirling engine are presented. A combined experimental and simulation approach was applied. A detailed 1-D thermodynamic model of a real Stirling engine was built and calibrated to match experimental data. The experimental data were collected on a prototype engine at the manufacturer’s test laboratory. The set of calibration parameters included energy balance inputs and outputs in the form of integral data and the crank angle based pressure data from the working volumes of the Stirling engine. Unconventional data acquisition and analysis was developed due to the specific nature of the Stirling engine. The procedure for calibrating the Stirling engine model is described in detail, and the resulting tuned model is used to predict the operation of the Stirling engine beyond the measured range. Further design optimization will be performed by the model in future studies. Although the experiments focused on the acquisition and evaluation of instantaneous pressures, the calibration of the model revealed a need for more detailed measurements of the temperature distribution within the regenerator.Copyright

MATHEMATICAL MODEL OF A REAL STIRLING ENGINE CALIBRATED BY EXPERIMENTS

Shrnutí Článek se zaměřuje na popis termodynamiky reálného Stirlingova motoru pro stacionární výrobu elektrické energie a tepla z obnovitelných zdrojů. Byly zaznamenány úhlově indexované - v závislosti na natočení klikového hřídele záznamy rychle proměnných tlaků ve studeném a horkém válci nad písty a v prostoru pod písty při různém zatížení. Měření byla uskutečněna na vývojové zkušebně výrobce motorů. Tlakové průběhy byly analyzovány pomocí softwarových nástrojů vyvinutých na univerzitě. Článek dále popisuje nástroje pro analýzu experimentálních dat, které byly využity pro kalibraci detailního 1-D termodynamického modelu motoru vyvinutého na univerzitě s využitím komerční ho kódu GT-Power. Model bude využit pro optimalizace konstrukce motoru. Abstract The article presents a look into the thermodynamics of a real Stirling engine used as a stationary electric power source and for heat generation from a renewable energy source. Crank angle based measurements were recorded of fast changing pressures in a cold and hot cylinder above and below the piston at various load conditions. The experimental data have been acquired on a prototype engine in an engine manufacturer’s laboratory. The acquired pressure records have been post-processed and analyzed by the software tools developed at the university. The experimental data analysis is discussed in the article. The experimental data have been used for calibration of a detailed 1-D thermodynamic model of the engine system. The model was developed using the commercial software code GT Power. Further design optimizations will be performed with the model.