теплового цикла и энтальпии
состояния. Опубликованные различными исследователями результаты расчетов
показывают, что к.п.д. тепловых двигателей находятся в пределах от
нескольких до 20—30 % к.п.д. цикла Карно.
Реально созданные тепловые
двигатели сталкиваются с проблемой динамической теплопередачи, их
эффективность составляет величину на порядок меньше
расчетной.
Двигатель с
кривошипно-шатунным механизмом. По принципу механического
действия тепловые двигатели на основе сплавов с эффектом памяти формы
можно классифицировать следующим образом: 1) двигатели с
кривошипно-шатунным механизмом; 2) турбодвигатели; 3) гравитационные
двигатели; 4) двигатели других типов.
Принцип действия двигателей с
кривошипно-шатунным механизмом такой же, как и обычных бензиновых и
дизельных двигателей. Элемент памяти формы устанавливается между колесом,
имеющим центральный вал, и кривошипным валом, причем оси колеса и вала
смещены одна относительно другой. Удлинение и сокращение элемента памяти
формы в зависимости от Г действуют так же, как и возвратно-поступательное
движения поршня в обычных двигателях и вызывает вращение
колеса.
Конструктивная схема теплового
двигателя такого типа показана [16] на рис. 3.37. В качестве элемента
памяти формы применяется стержень из сплава Ti — Ni- Этот стержень
изогнут в форме буквы U и помещен между кривошипным валом,
вращающимся вокруг фиксированной оси, и приводным шкивом, вращающимся
вокруг смещенной относительно кривошипного вала оси. U-образный
стержень восстанавливает форму до прямолинейной в резервуаре с горячей
водой, что приводит к повороту шкива. Под действием избыточной силы в
резервуаре с холодной водой стержень вновь изгибается в виде буквы U.
При повороте шкива стержень перемещается из резервуара с холодной водой в
резервуар с горячей водой, при этом стержень вновь восстанавливает
свою форму до прямолинейной. Одновременно стержень перемещается из
резервуара с горячей водой в резервуар с холодной водой, в результате
изгиба в U-образную форму происходит непрерывное
вращение.
Двадцать стержней из сплава Ti
— Ni ф 1,2 мм и длиной 150 мм были установлены в тепловом
двигателе, работающем с водой, нагретой с помощью солнца до 4В °С, и с
холодной водой с температурой 24 °С, частота вращения составляла 60—80
мин-1, мощность > 0,2 Вт. После 108 циклов работы
в стержнях из Ti — Ni каких-либо повреждений не
обнаружено.
На рис. 3.38 показана [17]
конструктивная схема теплового двигателя с другим кривошипно-шатунным
механизмом. Этот двигатель действует с помощью шести спиралей из сплава Ti
— Ni и вращается при разности температур горячей и холодной сред 3—4 °С.
Если движение кривошипного вала происходит не в одной и той же
плоскости, т.е. вал смещается в направлении оси вращения, то получается
[18] двигатель с наклонным диском. При этом диск, связанный большим
числом спиралей памяти формы, наклоняется на небольшой угол в прямом
и
