Come funziona il motore a combustione esterno. Stazioni di corrente sul motore Stirling - Facile, efficienza e sicurezza ambientale. Ulteriori dettagli e opzioni

In quasi circa cento anni fa, i motori a combustione interni hanno dovuto conquistare il posto in cui occupano in automotive moderna in una crudele lotta competitiva. Poi la loro superiorità non sembrava così ovvia come oggi. Infatti, un motore a vapore è il principale rivale di un motore a benzina - posseduto rispetto ad esso con enormi vantaggi: silenzioso, facilità di regolazione del potere, belle caratteristiche di trazione e sorprendente "Oku-vincolante", consentendo di lavorare su qualsiasi forma di carburante da legna da ardere a benzina. Ma alla fine, l'economia, la facilità e l'affidabilità dei motori a combustione interni hanno assunto e costretto a conciliare con i loro svantaggi, come inevitabilità.
Negli anni '50, con l'avvento delle turbine del gas e dei motori rotanti, l'assalto assalto della posizione del monopolio occupato dai motori della combustione interna nell'industria automobilistica, l'assalto, che non era ancora incoronato dal successo. A circa gli stessi anni, i tentativi furono fatti per portare alla scena nuovo motoreIn cui l'efficacia dei costi e l'affidabilità del motore a benzina con silenzio e il "onnivoro" dell'impianto di vapore sono incompletamente combinati. Questo è il famoso motore. combustione esternaIl prete scozzese Robert Stirling brevettato il 27 settembre 1816 (brevetto inglese n. 4081).

Process Physics.

Il principio di azione di tutti i motori termici senza eccezioni si basa sull'espansione del gas riscaldato, viene eseguito un grande lavoro meccanico rispetto a quello che è necessario per comprimere il raffreddore. Per dimostrare questo, abbastanza bottiglie e due casseruola con acqua calda e fredda. All'inizio, la bottiglia viene abbassata nell'acqua del ghiaccio, e quando l'aria viene raffreddata in esso, il collo è tappato con una spina e sono rapidi in acqua calda. Dopo alcuni secondi, il cotone è distribuito e il gas riscaldato in bottiglia spinge la spina facendo lavoro meccanico. Una bottiglia può essere tornata all'acqua ghiacciata di nuovo - il ciclo si ripeterà.
Nei cilindri, i pistoni e le leve intricate della prima macchina da stirling, questo processo era quasi esattamente riprodotto, fino a quando l'inventore si è reso conto che la parte del calore è stata portata via dal gas durante il raffreddamento, può essere utilizzato per il riscaldamento parziale. Abbiamo bisogno solo di una sorta di contenitore in cui sarebbe possibile conservare il calore prelevato dal gas durante il raffreddamento, e di nuovo darlo quando riscaldato.
Ma, Ahimè, anche questo miglioramento molto importante non è stato salvato dal motore Stirling. Nel 1885, i risultati ottenuti qui erano molto mediocre: 5-7 percento Kp, 2 litri a partire dal. Potenza, 4 tonnellate di peso e 21 metri cubici occupati lo spazio.
I motori a combustione esterni non sono nemmeno stati salvati dal successo di un altro design sviluppato dall'ingegnere svedese Erickson. A differenza di Stirling, ha suggerito di riscaldare e raffreddare il gas non a un volume costante, ma a pressione costante. 8 1887 Diverse migliaia di piccoli motori Ericsson lavoravano perfettamente in case di stampa, case, in miniere, sulle navi. Si riempirono di serbatoi d'acqua, ha portato l'effetto degli ascensori. Erickson cercò di adattarli addirittura a guidare le carrozze, ma erano troppo pesanti. In Russia prima della rivoluzione, un gran numero di tali motori è stato prodotto sotto il nome "calore e forza".
Tuttavia, tenta di aumentare l'alimentazione fino a 250 litri. a partire dal. terminato con un fallimento completo. La macchina con un cilindro con un diametro di 4,2 metri ha sviluppato meno di 100 litri. e., le telecamere antincendio bruciarono e la nave su cui sono stati installati i motori, morirono.
Sfortunatamente sfortunatamente si è diffuso con questi deboli mastieri non appena è apparso benzomotori potenti, compatti e leggeri e motori diesel. E improvvisamente, negli anni '60, dopo quasi 80 anni di "Stirling" e "Erixonakh" (li chiameremo condizionatamente per analogia con diesel) come i rivali formidabili dei motori a combustione interni. Queste conversazioni non si abbassano e oggi. Cosa spiega un turno così ripido in viste?

Prezzo di metodicità

Quando apprendi la vecchia idea tecnica che è stata rianimata nella tecnologia moderna, si verifica immediatamente la domanda: ciò che ha impedito la sua attuazione in precedenza? Qual è stato il problema, quel "gancio", senza una decisione di cui non poteva fare un modo di vivere? E si rivela quasi sempre che con il suo rinascita, la vecchia idea è obbligata a un nuovo metodo tecnologico, o un nuovo design, a cui i predecessori o un nuovo materiale non hanno pensato. Il motore a combustione esterno può essere considerato l'eccezione più rara.
I calcoli teorici mostrano che KP. "Stirling" e "Ericksons" possono raggiungere il 70 percento - più di qualsiasi altro motore. E questo significa che i fallimenti dei predecessori sono stati spiegati secondari, in linea di principio con fattori eliminati. Giusta scelta Parametri e applicazioni, uno studio scrupoloso del funzionamento di ciascun nodo, un'attenta elaborazione e finitura di ciascuna parte ci ha permesso di realizzare i vantaggi del ciclo. Già i primi campioni sperimentali sono stati forniti da KPD 39 percento! (Motori a benzina KPD e motori diesel, che sono stati elaborati per anni, rispettivamente, 28-30 e 32-35 percento.) Quali opportunità "hanno visto" a tempo debito e Stirling ed Ericson?
Il contenitore molto in cui alternativamente è inibito, quindi viene dato il calore. Il calcolo del rigeneratore in quei tempi è stato semplicemente impossibile: la scienza del trasferimento di calore non esisteva. Le sue taglie sono state prese per gli occhi e come mostrano i calcoli, Motori KPD. La combustione esterna dipende molto dalla qualità del rigeneratore. È vero, il suo lavoro scarso può essere utilizzato in una certa misura dell'aumento della pressione.
La seconda ragione del fallimento era che le prime installazioni operassero sull'aria a pressione atmosferica: le loro dimensioni sono state trattate enormi e il potere è piccolo.
Portando KPD. REGENENTATORE Fino al 98 percento e riempiendo un circuito chiuso con un'atmosfera compressa a 100 con idrogeno o elio, gli ingegneri dei nostri giorni hanno aumentato l'efficacia dei costi e il potere delle "Stirlings", che anche in questa forma mostravano da KPD. Più alto rispetto ai motori a combustione interna.
Già uno sarebbe abbastanza per parlare di installazione di motori a combustione esterni sulle auto. Ma solo un'ecomata economia non è ancora esaurita i vantaggi di questi rigenerati dall'oblio delle macchine.

Come funziona Stirling Works.

Diagramma del circuito del motore a combustione esterno:
1 - ugello del carburante;
2 - tubo di scarico;
3 - Elementi del riscaldatore dell'aria;
4 - Riscaldatore dell'aria;
5 - Gas calde;
6 - Spazio cilindro caldo;
7 - REGENENTATORE;
8 - cilindro;
9 - nervature più fredde;
10 - Spazio freddo;
11 - Pistone funzionante;
12 - Drive Rhombic;
13 - L'asta del pistone di lavoro;
14 - Sincronizzazione ingranaggi;
15 - Combustione della fotocamera;
16 - Tubi riscaldatori;
17 - Aria calda;
18 - Pistone-dislocatore;
19 - ATTORE AEREO;
20 - Fornitura di acqua di raffreddamento;
21 - sigillo;
22 - Volume del buffer;
23 - Sigillo;
24 - Pistone-Disllacer del pistone;
25 - Pusher Piston;
26 - YARM del pistone funzionante;
27 - Dito della giovinezza del pistone del lavoro;
28 - asta del pistone-oscillatore;
29 - YARM del pistone-oscillatore;
30 - Asterrumi.
Sfondo rosso - circuito di riscaldamento;
sfondo punteggiato - circuito di raffreddamento

NEL design moderno "Stirling" che funziona sul carburante liquido - tre contorni che hanno solo contatti termici l'uno con l'altro. Questo è il contorno del fluido di lavoro (di solito idrogeno o elio), il contorno del riscaldamento e il circuito di raffreddamento. Lo scopo principale del contorno del riscaldamento è quello di mantenere una temperatura elevata nella parte superiore del circuito di lavoro. Il circuito di raffreddamento supporta la bassa temperatura nella parte inferiore del circuito di lavoro. Il contorno del fluido di lavoro stesso è chiuso.
Il contorno del corpo di lavoro. Nel cilindro 8, due pistoni stanno muovendo - lavorando 11 e pistone-oscillatore 18. Il movimento del pistone di lavoro conduce alla compressione del fluido di lavoro, il suo movimento è causato dall'espansione del gas ed è accompagnato dalla performance di lavoro utile. Il movimento del pistone-dislocatore sta stringendo il gas nella cavità del cilindro inferiore, raffreddata. Il movimento di esso corrisponde al riscaldamento del gas. L'azionamento rombico 12 informa i pistoni che si spostano corrispondenti a quattro orologi ciclo ((questi tatti sono mostrati nel diagramma).
Takt I. - Raffreddamento del fluido di lavoro. Il pistone-oscillatore 18 si sposta, stringendo il fluido di lavoro attraverso il rigeneratore 7, in cui il calore del gas riscaldato viene intensificato, nella parte inferiore e raffreddata del cilindro. Il pistone di lavoro 11 si trova in NMT.
Takt II. - Compressione del corpo di lavoro. L'energia immagazzinata nel gas del tampone compresso Gas 22 segnala il movimento del pistone 11 funzionante verso l'alto accompagnato da una compressione del corpo di lavoro a freddo.
Tatto III. - Riscaldare il fluido di lavoro. Il pistone-oscillatore 18, quasi attaccato al pistone di lavoro 11, sposta il gas nello spazio caldo attraverso il rigeneratore 7, in cui il calore viene restituito al gas, immagazzinato durante il raffreddamento.
Tatto IV. - Espansione del corpo di lavoro - un lavoratore. Riscaldamento nello spazio caldo, il gas si espande e fa un lavoro utile. Alcuni di esso sono inibiti nel gas del volume del buffer compresso per la successiva compressione del fluido di lavoro a freddo. Il resto viene rimosso dagli alberi del motore.
Riscaldamento del contorno. La ventola dell'aria viene iniettata nell'aria 19, passa attraverso gli elementi del 3 scaldatore, riscalda ed entra in iniettori di carburante. I gas caldi risultanti riscaldano il tubo 16 del riscaldatore del fluido di lavoro, gli elementi 3 del riscaldatore sono semplificati e, dando il suo calore all'aria a bruciare carburante, vengono gettati attraverso la presa 2 nell'atmosfera.
Contorno di raffreddamento. L'acqua attraverso gli ugelli 20 viene nutrita alla parte inferiore del cilindro e, i bordi fluenti del 9 ° più raffreddatore, li raffredda continuamente.

"Stirling" invece di DVS

I primi test effettuati da mezzo secolo fa hanno dimostrato che lo stirling è quasi perfettamente infuso. Non ha carburatore, ugelli ad alta pressione, sistemi di accensione, valvole, candele. La pressione nel cilindro, sebbene sale quasi fino a 200 ATM, ma non un'esplosione, come in un motore a combustione interna e senza intoppi. Il motore non ha bisogno di silenziatori. Il pistone Kinematic Drive Rhomboid è completamente equilibrato. Nessuna vibrazione, nessun rattling.
Si dice che, anche attaccando una mano al motore, non è sempre possibile determinare se funziona o meno. Queste qualità motore dell'auto Particolarmente importante, per in grandi città, il problema della riduzione del rumore è tagliente.
Ma un'altra qualità è "OmNory". In effetti, non esiste una tale fonte di calore che non sarebbe adatto per l'unità "Stirling". La macchina con un tale motore può funzionare su legna da ardere, sulla paglia, all'angolo, sul cherosene, sulla stufa nucleare, anche sui raggi del sole. Può funzionare sul calore, immagazzinato nella fusione di un sale o l'ossido. Ad esempio, la fusione di 7 litri di ossido di alluminio sostituisce 1 litro di benzina. Tale universalità non solo sarà in grado di salvare sempre il conducente che è caduto nei guai. Lei risolverà il problema bruscamente del fumo delle città. Guidando verso la città, l'autista accende il bruciatore e scioglie il sale nel serbatoio. In città, il carburante non brucia: il motore funziona sulla fusione.
E regolazione? Per rallentare il potere, è sufficiente rilasciare da un circuito del motore chiuso in un cilindro d'acciaio la quantità desiderata del gas. L'automazione riduce immediatamente la fornitura del carburante in modo che la temperatura rimane costante indipendentemente dalla quantità di gas. Per aumentare la potenza, il gas viene nuovamente iniettato dal palloncino di nuovo nel contorno.
Ma in termini di costo e in peso, "Stirling" è ancora inferiore ai motori a combustione interni. Per 1 litro a partire dal. hanno 5 kg, che è molto più di quello della benzina e motori diesel. Ma non dovremmo dimenticare che questi sono anche i primi non comunicati alto grado Perfezioni del modello.
I calcoli teorici dimostrano che, con altre cose uguali, "Stirling" richiede pressioni più piccole. Questa è una dignità importante. E se ne hanno anche di più vantaggi costruttiviÈ possibile che siano loro che saranno il più terribile rivale dei motori a combustione interna nell'industria automobilistica. E non una turbina affatto.

"Stirling" da GM

I lavori seri sul miglioramento del motore di combustione esterno, iniziano 150 anni dopo la sua invenzione, ha già portato i suoi frutti. Vengono proposte una varietà di opzioni di progettazione per il ciclo styling. Ci sono progetti motori con una rondella inclinato per regolare la corsa dei pistoni, un motore rotante è brevettato, in una delle sezioni rotanti di cui si verifica la compressione, nell'altra - l'espansione e la fornitura e la dissipazione del calore vengono eseguite le cavità di collegamento. La pressione massima nei cilindri dei singoli campioni raggiunge 220 kg / cm 2 e la media pressione efficace - fino a 22 e 27 kg / cm 2 o più. L'econoscività è portata a 150 g / hp / ora.
General Motors ha raggiunto il più grande progresso, che negli anni '70 ha costruito un "Stirling" a forma di V con un meccanismo convenzionale di collegamento a manovella. Un cilindro funziona, l'altro è una compressione. Il lavoratore è solo un pistone funzionante e il pistone-dislocatore è in un cilindro di compressione. Tra i cilindri ci sono riscaldamento, rigeneratore e refrigeratore. L'angolo di spostamento di fase, in altre parole, l'angolo del ritardo di un cilindro dall'altro, questa "Stirling" è di 90 °. La velocità di un pistone dovrebbe essere il massimo al momento in cui la velocità di un altro è zero (nei punti morti superiore e inferiore). Lo spostamento delle fasi nel movimento dei pistoni è ottenuto dalla posizione dei cilindri a un angolo di 90 °. Costruttivamente, questo è il "Stirling" più facile. Ma è inferiore al motore con un meccanismo a manovre rombi in equilibrio. Per un completo equilibrio delle forze di inerzia nel motore a V, il numero dei suoi cilindri dovrebbe essere aumentato da due a otto.

Diagramma schematico di "Stirling" a forma di V:
1 è un cilindro funzionante;
2 - Pistone funzionante;
3 - Riscaldatore;
4 - rigeneratore;
5 - Accoppiamento isolante termico;
6 - Più fresca;
7 è un cilindro di compressione.

Il ciclo operativo in tale motore procede come segue.
Nel cilindro di lavoro 1 gas (idrogeno o elio) riscaldato, in un altro, compressione 7 - raffreddato. Quando il pistone si muove nel cilindro 7, il gas è compresso - tatto di compressione. In questo momento, inizia a spostare il pistone 2 nel cilindro 1. Il gas dal cilindro freddo 7 scorre in caldo 1, passando in sequenza attraverso il dispositivo di raffreddamento 6, il rigeneratore 4 e il riscaldatore 3 - tatto di riscaldamento. Il gas caldo si espande nel cilindro 1, facendo il lavoro, - tatto di espansione. Quando il pistone 2 si sposta nel cilindro 1, il gas viene pompato attraverso il rigeneratore 4 e il dispositivo di raffreddamento 6 al tatto di raffreddamento del cilindro 7.
Tale schema "Stirling" è più conveniente per l'invertita. Nell'alloggiamento combinato del riscaldatore, il rigeneratore e il dispositivo di raffreddamento (saranno discussi in seguito) gli smorzatori sono fatti per questo). Se li traduti da una posizione estrema all'altra, allora il cilindro freddo diventerà caldo, e caldo-freddo, e il motore ruoterà nella direzione opposta.
Il riscaldatore è un set di tubi da acciaio inossidabile resistente al calore, per il quale passa il gas di lavoro. I tubi sono riscaldati dalla fiamma del bruciatore adattato per bruciare vari combustibili liquidi. Il calore del gas riscaldato è riserve nel rigeneratore. Questo nodo è di grande importanza per l'alta efficienza. Soddistenerà il suo scopo se sarà trasmesso circa tre volte più calore che in un riscaldatore, e il processo richiederà meno di 0,001 secondi. In una parola, questa è una batteria di calore ad alta velocità e la velocità di trasferimento del calore tra il rigeneratore e il gas è di 30.000 gradi al secondo. Il rigeneratore la cui efficienza è di 0,98 unità, è costituita da un alloggiamento cilindrico, in cui diverse rondelle a base di un rullo di filo (diametro del filo 0,2 mm) sono posizionate sequenzialmente. Per riscaldare da esso, il frigorifero non viene trasmesso, l'accoppiamento termico isolante è installato tra queste unità. Infine, il più fresco. È fatto sotto forma di una camicia da acqua sulla tubazione.
La potenza di "Stirling" è regolata cambiando la pressione del gas di lavoro. A tale scopo, il motore è dotato di un cilindro a gas e un compressore speciale.

Vantaggi e svantaggi

Per valutare le prospettive per l'uso di "Stirling" sulle auto, analizzare i suoi vantaggi e svantaggi. Iniziamo con uno dei più importanti per motore termico I parametri della cosiddetta efficienza teorica per "Stirling" è determinata dalla seguente formula:

η \u003d 1 - TX / TG

Dove η - Efficienza, TX - La temperatura del volume freddo e del TG è la temperatura del volume "caldo". Quantificare questo parametro a "Stirling" - 0,50. Questo è molto più delle migliori turbine a gas, motori a benzina e diesel, in cui la efficienza teorica è pari a 0,28; 0,30; 0,40.
Come un motore a combustione esterno. Stirling "può funzionare su vari combustibili: benzina, kerosene, diesel, gassoso e persino solido. Tali caratteristiche del carburante come Cetano e numero di ottano, Ash, la temperatura di dumping quando si brucia al di fuori del cilindro del motore, non importa per Stirling. In modo che ha lavorato su combustibili diversi, non è necessario per grandi alterazioni - basta sostituire il bruciatore.
Il motore a combustione esterno in cui la combustione scorre stabilmente con un coefficiente costante di aria in eccesso pari a 1,3. Evidenzia significativamente meno del motore a combustione interna, monossido di carbonio, idrocarburi e ossidi di azoto.
Il piccolo rumore di "Stirling" è spiegato da un basso grado di compressione (da 1,3 a 1,5). La pressione nel cilindro aumenta senza intoppi, e non un'esplosione, come in un motore benzina o diesel. L'assenza di fluttuazioni nella colonna dei gas nel percorso di laurea determina la fattibilità dello scarico, che è confermata dai test del motore sviluppato dalla società "Phillips" insieme a Ford per il bus.
Stirling è caratterizzato da un basso consumo di petrolio e da un'elevata resistenza all'usura dovuta all'assenza di sostanze attive nel cilindro ea bassa temperatura del gas di lavoro relativamente bassa, e la sua affidabilità è superiore a quella dei motori a combustione interna nozione a noi, poiché non ha un complesso Meccanismo di distribuzione del gas.
L'importante vantaggio di "Stirling" come motore per auto è aumentato l'adattabilità per caricare le modifiche. Ad esempio, è il 50 percento superiore a quello di un motore del carburatore, a causa del quale è possibile ridurre il numero di passaggi nel cambio. Tuttavia, è impossibile abbandonare completamente la frizione e il cambio, come in una macchina di vapore.
Ma perché il motore con così evidenti vantaggi non ha ancora trovato un'applicazione pratica? La ragione è semplice - ha molti difetti confusi. Il principale tra loro è una grande difficoltà nella gestione e nella regolamentazione. Ci sono anche altre "barriere coralline", che non sono così facili da spostarsi e progettisti e lavoratori di produzione. - In particolare, i pistoni hanno bisogno di sigilli molto efficaci che devono resistere ad alta pressione (fino a 200 kg / cm2) e prevenire l'ingresso dell'olio cavità di lavoro. In ogni caso, il lavoro di 25 anni della società "Phillips" sulla finitura del suo motore non è ancora stato in grado di renderlo adatto per applicazioni di massa sulle auto. Ugualmente importante è caratteristica caratteristica "Stirling" è la necessità di deviare una grande quantità di calore con acqua di raffreddamento. Nei motori a combustione interni, una parte significativa del calore viene gettata nell'atmosfera insieme ai gas spessi. In Sterling, solo il 9% del calore ottenuto durante la combustione del carburante avviene nello scarico. Se in. motore a gasolio La combustione interna dell'acqua di raffreddamento è data dal 20 al 25 percento del calore, quindi in "Stirling" - fino al 50 percento. Ciò significa che l'auto con un tale motore deve avere un radiatore circa 2-2,5 volte più di quello di un motore a benzina simile. La mancanza di "Stirling" è la sua elevata proporzione rispetto al comune sistema di combustione interna. Un minus piuttosto significativo è la difficoltà di aumentare la velocità: già a 3600 giri / min in modo significativo aumentare significativamente le perdite idrauliche e lo scambio di calore è peggiore. Finalmente. "Stirling" è inferiore dal solito motore Combustione interna nel ritiro.
Lavorare sulla creazione e sulla finitura della "Stirling" automobilistica, incluso per vagoni passeggeri, Continua. Possiamo presumere che siano stati risolti questi problemi fondamentali. Tuttavia, molte cose sul finale. L'uso di leghe leggere può essere ridotta dalla proporzione del motore, ma sarà comunque più alto. che alla combustione interna del motore, a causa di più alta pressione gas di lavoro. Probabilmente il motore di combustione esterno verrà utilizzato principalmente camion, soprattutto militare - grazie al loro undepair al carburante.

Questo articolo è dedicato a un'invenzione, brevettato nel diciannovesimo secolo dallo Scottish Priest Stirling. Come tutti i predecessori, era un motore a combustione esterno. Solo la differenza tra lui dal resto è che può funzionare e benzina, e su olio combustibile, e anche in angolo e legna da ardere.

Nel XIX secolo, è stato necessario sostituire i motori a vapore a qualcosa di più sicuro, poiché le caldaie erano spesso esplose a causa dell'alta pressione del vapore e dei gravi difetti costruttivi.

Una buona opzione era il motore di combustione esterno, che brevettata nel 1816 il satosista Robert Stirling.

Vero, "motori ad aria calda" hanno fatto prima, anche nel XVII secolo. Ma Stirling ha aggiunto un detergente nell'installazione. In una moderna comprensione - rigeneratore.

Ha sollevato le prestazioni di installazione, mantenendo il mantenimento del calore nella zona calda dell'auto, al momento in cui il corpo di lavoro è stato raffreddato. Ciò ha aumentato significativamente l'efficienza del sistema.

L'invenzione ha trovato un'ampia applicazione pratica, c'era un palcoscenico di sollevamento e sviluppo, ma poi gli Stirlings erano dimenticati indeviato.

Hanno lasciato il posto al posto macchine a vapore e i motori a combustione interna, e nel XX secolo sono rinati di nuovo.

A causa del fatto che questo principio della combustione esterna è molto interessante in sé, oggi i migliori ingegneri e gli amanti degli Stati Uniti, Giappone, Svezia, stanno lavorando per creare nuovi modelli.

Motore di combustione esterno. Principio di funzionamento

"Stirling" - Come abbiamo già detto, la varietà di motore a combustione esterno. Il principio di base del suo lavoro risiede nella costante alternanza di riscaldamento e raffreddamento del fluido di lavoro in uno spazio chiuso ed energia ottenendo, a causa del cambiamento del volume dell'influenza funzionante.

Di norma, l'influenza di lavoro è aria, ma può essere utilizzato l'idrogeno o l'elio. Nelle prototipi, anidride dell'azoto, frioni, propano-butano liquefatto e persino acqua provata.

A proposito, l'acqua è in stato liquido per tutto il ciclo termodinamico. E la "Stirling" stessa con un fluido di lavoro liquido ha dimensioni compatte, alta potenza specifica e alta pressione di esercizio.

Tipi di Stirling

Ci sono tre tipi classici di motore Stirling:

Applicazione

Il motore Stirling può essere applicato nei casi se è richiesto un semplice convertitore termico termico compatto o quando l'efficienza di altri tipi di veicoli termici è inferiore: ad esempio, se la differenza di temperatura è insufficiente per l'uso del gas o.

Ecco alcuni esempi di utilizzo specifici:

• Già oggi ci sono generatori autonomi per i turisti. Ci sono modelli che lavorano dal bruciatore a gas;

La NASA ha ordinato una variante del generatore "Stirling", che funziona dalle fonti di calore nucleare e radioisotopio. Sarà usato nelle spedizioni spaziali.

• "Stirling" per pompare il fluido è molto più facile installare la "pompa del motore". Come pistone funzionante, può usare il liquido pompato, che raffredderà allo stesso tempo il fluido di lavoro. La pompa può essere punita con acqua nei canali di irrigazione utilizzando il calore solare, alimentare acqua calda dal collettore solare alla casa, chimica della pompa reagenti, poiché il sistema è completamente sigillato;
• I produttori di frigoriferi domestici introducono modelli su "Stirling". Saranno economici e l'aria ordinaria è prevista come refrigerante;
• Stirling combinato con una pompa termica ottimizza il sistema di riscaldamento in casa. Darà un fascino del cilindro "freddo" e l'energia meccanica risultante può essere utilizzata per scambiare il calore, che proviene dall'ambiente;
• Oggi, i motori Stirling sono installati su tutti i sottomarini della Svezia della Marina. Operano su ossigeno liquido, che viene ulteriormente utilizzato per la respirazione. Un fattore molto importante per una barca, un basso livello di rumore e gli svantaggi del tipo: "grandi dimensioni", "la necessità di raffreddamento" - in condizioni sottomarine non sono significative. Installazioni simili sono dotate degli ultimi sottomarini giapponesi del tipo "Sori";
• Il motore Stirling viene utilizzato per convertire l'energia solare in elettricità. Per questo, è montato nel focus dello specchio parabolico. Stirling Solar Energy costruisce collettori solari con una capacità fino a 150 kW per specchio. Sono usati sulla più grande centrale solare del mondo nel sud della California.

Vantaggi e svantaggi

Il livello moderno della tecnologia di progettazione e produzione consente di aumentare l'efficienza di "Stirling" fino al 70 percento.

• Ciò che sorprende, la coppia del motore è praticamente indipendente dalla velocità di rotazione dell'albero motore;
• L'installazione dell'alimentazione non contiene sistemi di accensione, sistema di valvole e albero a camme.
• In tutta la durata della vita, non è necessario aggiustamenti e impostazioni.
• Il motore non "stalla" e la semplicità del design lo consente di funzionarlo offline per molto tempo;
• È possibile utilizzare qualsiasi fonte di energia termica, da legna da ardere all'uranio.
• La combustione del carburante si verifica al di fuori del motore, che contribuisce al suo completo affrettamento e riducendo al minimo le emissioni di sostanze tossiche.

• Poiché il combustibile brucia al di fuori del motore, la rimozione del calore passa attraverso le pareti del radiatore e queste sono dimensioni aggiuntive;
• Consumo materiale. Per rendere una macchina di agitazione compatta e potente, è necessaria una costosa acciaio resistente al calore, in grado di sopportare un'elevata pressione di esercizio e con una bassa conduttività termica;
• Hai bisogno di un lubrificante speciale, il solito per "Stirling" non si adatta, come cazzi quando alte temperature;
• Per ottenere un'alta potenza specifica, il fluido di lavoro negli "Stirlings" è usato idrogeno ed elio.

L'idrogeno si distingue per pericolo di esplosione, e ad alte temperature può essere sciolto in metalli, formando metalidriti. In altre parole, i cilindri del motore vengono distrutti.

E persino l'idrogeno ed elio hanno un'elevata capacità penetrante e facilmente filtrare attraverso le guarnizioni, abbassando la pressione di esercizio.

Se tu, avendo familiarizzato con il nostro articolo, vuoi acquistare un dispositivo - un motore a combustione esterno, non eseguire il negozio più vicino, una cosa del genere non è in vendita, Ahimè ...

Ti capisci, coloro che sono impegnati nel miglioramento e nell'attuazione di questa auto tengono il loro segreto di sviluppo e vendonoli solo a compratori solidi.

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Motore Stirling, il principio del funzionamento è qualitativamente diverso dal solito per tutta la federazione russa, una volta ammontava all'ultima gara degna. Tuttavia, per qualche tempo si sono dimenticati di lui. Poiché questo motore viene utilizzato oggi, qual è il principio della sua azione (nell'articolo è anche possibile trovare i disegni del motore Stirling, dimostrando chiaramente il suo lavoro), e quali sono le prospettive di utilizzo in futuro, leggi qui sotto.

Storia

Nel 1816, in Scozia, Robert Stirling è stato brevettato oggi in onore del suo inventore. I primi motori ad aria calda sono stati inventati prima di esso. Ma Stirling ha aggiunto un detergente nel dispositivo, che nella letteratura tecnica è chiamato rigeneratore o uno scambiatore di calore. A causa di esso, le prestazioni del motore sono aumentate quando si tiene l'unità in calore.

Il motore ha riconosciuto la macchina a vapore più robusta dall'azienda, dal momento che non è mai esploso. Prima di lui, su altri motori, un tale problema si è verificato spesso. Nonostante il rapido successo, all'inizio del XX secolo, fu abbandonato dal suo sviluppo, poiché è diventato meno economico, rispetto agli altri motori a combustione interni appaiti poi da altri motori. Tuttavia, Stirling ha continuato a essere utilizzato in alcune industrie.

Combustione esterna del motore

Il principio del funzionamento di tutti i motori termici è che sono necessari grandi sforzi meccanici per ottenere gas in uno stato esteso rispetto a quando quando si raffreddano il freddo. Per una dimostrazione visiva di questo, puoi spendere esperienza con due casserie piene di acqua fredda e calda, così come una bottiglia. Quest'ultimo è abbassato in acqua fredda, collega la spina, quindi trasferita a caldo. Allo stesso tempo, il gas in bottiglia inizierà a eseguire il lavoro meccanico e sacchetti la spina. Il primo motore di combustione esterno era basato su questo processo completamente. È vero, in seguito l'inventore capì che la parte del calore può essere utilizzata per il riscaldamento. Pertanto, le prestazioni sono aumentate in modo significativo. Ma anche questo non ha aiutato il motore a diventare comune.

Più tardi, Erickson, ingegnere dalla Svezia, ha migliorato il design, offrendo raffreddamento e riscaldare il gas a una pressione costante invece del volume. Di conseguenza, molte copie cominciarono ad essere utilizzate per lavorare in miniere, sulle navi e nelle case di stampa. Ma per gli equipaggi erano troppo pesanti.

Philips Motori a combustione esterni

Tali motori sono i seguenti tipi:

• vapore;
• turbina parrocidica;
• Stirling.

Quest'ultima visione non si è sviluppata a causa della leggera affidabilità e di altri non è apparsa le tariffe più elevate rispetto agli altri tipi di aggregati. Tuttavia, nel 1938, Philips ha ripreso il lavoro. I motori hanno iniziato a servire per le azionamenti dei generatori nelle aree inelettriche. Nel 1945, gli ingegneri della compagnia hanno trovato l'uso inverso: se l'albero è disinstallato da un motore elettrico, il raffreddamento della testata del cilindro arriva a meno cento novanta gradi Celsius. Poi è stato deciso di applicare un motore Stirling migliorato negli impianti di refrigerazione.

Principio di funzionamento

L'azione del motore risiede nei cicli termodinamici, in cui la compressione ed espansione si verifica a temperature diverse. Allo stesso tempo, la regolazione del flusso del fluido di lavoro è implementato a causa del volume variabile (o della pressione, a seconda del modello). Questo è il principio di funzionamento della maggior parte delle tali macchine che possono avere diverse funzioni e schemi costruttivi. I motori possono essere pistoni o rotanti. Le macchine con le loro installazioni funzionano come pompe di calore, frigoriferi, generatori di pressione e così via.

Inoltre, ci sono motori con un ciclo aperto, dove il controllo del flusso è implementato dalla valvola. Sono loro chiamati motori Erikson, ad eccezione del nome generale del nome di lodiling. In DVS. lavoro utile Viene eseguito dopo una compressione preliminare dell'aria, l'iniezione del carburante, riscaldando la miscela della miscela con combustione ed espansione.

Motore Stirling Il principio di funzionamento è lo stesso: a basse temperature, si verifica la compressione e con un'elevata espansione. Ma in diversi modi vengono eseguiti il \u200b\u200briscaldamento: il calore viene fornito attraverso la parete del cilindro dall'esterno. Pertanto, ha ricevuto il nome del motore della combustione esterna. Stirling usato cambio periodico di temperatura con un pistone di spostamento. Quest'ultimo sposta il gas da una cavità del cilindro all'altra. Da un lato, la temperatura è costantemente bassa e dall'altro - alto. Quando il pistone si sposta, il gas si sposta da caldo alla cavità fredda e verso il basso - ritorna a caldo. Innanzitutto, il gas dà un sacco di calore al frigorifero, e poi dal riscaldatore ottiene quanto ho dato. Un rigeneratore è posizionato tra il riscaldatore e il frigorifero - la cavità riempita con il materiale che il gas dà il calore. Con il corso di inversione, il rigeneratore lo restituisce.

Il sistema di spostamento è collegato a un gas di compressione del pistone funzionante al freddo e consentendo di espandersi caldo. A causa della compressione ad una temperatura inferiore, si verifica un lavoro utile. L'intero sistema passa quattro cicli durante i movimenti intermittenti. Il meccanismo di collegamento a manovella in questo caso fornisce continuità. Pertanto, i limiti taglienti tra le fasi del ciclo non sono osservati e lo Stirling non diminuisce.

Considerando tutto quanto sopra, suggerisce che questo motore è una macchina da pistone con una fornitura di calore esterna, dove il fluido di lavoro non lascia lo spazio chiuso e non è sostituito. I disegni del motore Stirling illustrano bene il dispositivo e il principio della sua azione.

Dettagli del lavoro

Il sole, l'elettricità, l'energia nucleare o qualsiasi altra fonte di calore possono fornire energia nel motore Stirling. Il principio del suo corpo è usare l'elio, l'idrogeno o l'aria. Il ciclo ideale ha la massima efficienza termica possibile pari a trenta al 40%. Ma con un rigeneratore efficace, sarà in grado di lavorare con più alta efficienza. La rigenerazione, il riscaldamento e il raffreddamento forniscono scambiatori di calore incorporati che lavorano senza oli. Va notato che i lubrificanti del motore hanno bisogno di molto poco. La pressione media nel cilindro è solitamente da 10 a 20 MPa. Pertanto, c'è un eccellente sistema di tenuta e la possibilità di ingresso petrolifero.

Caratteristiche comparative

La maggior parte dei motori di questo tipo è usata oggi, viene utilizzato il carburante liquido. Allo stesso tempo, la pressione continua è facile da controllare, il che aiuta a ridurre le emissioni. L'assenza di valvole fornisce un funzionamento silenzioso. Il potere con la massa è paragonabile ai motori turbocompressi e la potenza specifica ottenuta all'output è uguale all'indicatore aggregazione diesel. La velocità e la coppia non dipendono l'una dall'altra.

Il costo della produzione del motore è molto più alto del motore. Ma quando si utilizza la figura inversa.

Benefici

Qualsiasi modello di motore Stirling ha molti vantaggi:

• L'efficienza nel design moderno può raggiungere fino a settanta interesse.
• Non c'è sistema nel motore accensione ad alta tensione, distribuzione Vala. e valvole. Non dovrà essere regolato in tutta la durata della vita.
• Non c'è esplosione in Stirlings, come nel motore a combustione interna, che carica notevolmente l'albero motore, i cuscinetti e le barre di collegamento.
• Non hanno l'effetto quando dicono che il "motore stallo".
• A causa della semplicità del dispositivo, può essere azionato per un lungo periodo.
• Può funzionare sia sulla legna da ardere che con il nucleare e qualsiasi altro tipo di carburante.
• La combustione si verifica al di fuori del motore.

Svantaggi

Applicazione

Attualmente, il motore Stirling con il generatore è utilizzato in molte aree. Questa è una fonte universale di energia elettrica in frigoriferi, pompe, sottomarini e stazioni elettriche solari. Grazie all'applicazione di vari tipi Il carburante è disponibile per il suo ampio uso.

Rinascita

Questi motori hanno iniziato a svilupparsi di nuovo grazie a Philips. A metà del XX secolo, General Motors ha concluso con lei. Ha guidato lo sviluppo per l'uso di Stirlings nello spazio e sui dispositivi subacquei, su navi e auto. Seguendoli, un'altra società della Svezia, United Stirling, ha iniziato a impegnarsi nel loro sviluppo, incluso il possibile utilizzo

Oggi motore lineare Stirling è applicato su impianti di apparati sottomarini, cosmici e solari. Un grande interesse è causato dalla rilevanza della situazione ambientale peggioramento, nonché la lotta contro il rumore. In Canada e negli Stati Uniti, Germania e Francia e il Giappone sono attivi per lo sviluppo e il miglioramento del suo utilizzo.

Futuro

Vantaggi espliciti che hanno pistone e Stirling, consistono in una grande risorsa di lavoro, l'uso di diversi combustibili, silenzialità e bassa tossicità, rendono molto promettente contro lo sfondo del motore di combustione interna. Tuttavia, tenendo conto del fatto che il ghiaccio è stato migliorato per tutto il tempo, non può essere facilmente spostato. Un modo o un altro, è un tale motore oggi occupa una posizione di leadership, e non intendono portarli nel prossimo futuro.

Motori di combustione esterna

Un elemento importante dell'attuazione del programma di risparmio energetico è quello di fornire fonti autonome di elettricità e calore di piccole entità residenziali e remote da reti centralizzate dei consumatori. Per risolvere queste attività, le installazioni innovative per la generazione di elettricità e calore basate su motori a combustione esterni sono più adatte. Come combustibile, è possibile utilizzare entrambi i combustibili tradizionali e il gas di petrolio associato, biogas ottenuto da chip di legno, ecc.

Negli ultimi 10 anni, aumentato i prezzi dei combustibili fossili, maggiore attenzione alle emissioni di CO 2, nonché un desiderio crescente di fermare a seconda dei combustibili fossili e assicurarsi pienamente con energia. Questa è stata la conseguenza dello sviluppo di un enorme mercato tecnologico in grado di produrre energia da biomassa.

I motori a combustione esterni sono stati inventati quasi 200 anni fa, nel 1816. Insieme al motore a vapore, un motore a due e quattro tempi di combustione interna, i motori a combustione esterni sono considerati uno dei principali tipi di motori. Sono stati progettati per creare motori che sarebbero più sicuri e più produttivi del motore a vapore. All'inizio del XVIII secolo, la mancanza di materiali adatti ha portato a numerose morti dovute alle esplosioni dei motori a vapore sotto pressione.

Il mercato significativo per motori a combustione esterni è stato formato nella seconda metà del XVIII secolo, in particolare, a causa di applicazioni più piccole, dove potrebbero essere gestite in sicurezza senza la necessità di operatori qualificati.

Dopo l'invenzione del motore a combustione interna alla fine del XVIII secolo, il mercato dei motori a combustione esterni è scomparsa. Il costo della produzione di un motore a combustione interno in confronto al costo della produzione di combustione esterno è inferiore. Il principale svantaggio dei motori a combustione interni è che per il loro lavoro è necessario pulire, combustibile fossile, aumentando le emissioni di CO2, il carburante. Tuttavia, fino a poco tempo fa, il costo dei combustibili fossili è stato basso e le emissioni di CO2 non hanno prestato attenzione.

Principio del motore a combustione esterno

In contrasto con il processo ampiamente noto della combustione interna, in cui il carburante viene bruciato all'interno del motore, il motore a combustione esterno è guidato da una fonte di calore esterna. O, più precisamente, è alimentato da differenze di temperatura creata da fonti di riscaldamento e raffreddamento esterni.

Queste fonti esterne di riscaldamento e raffreddamento possono servire rispettivamente i gas di scarico di biomassa e acqua di raffreddamento. Il processo conduce a una rotazione del generatore montato sul motore, per cui viene prodotto energia.

Tutti i motori a combustione interna sono alimentati da differenze di temperatura. Benzina, motori diesel e motori a combustione esterni si basano sulle funzionalità che è meno sforzo per comprimere aria fredda piuttosto che comprimere l'aria calda.

I motori a benzina e diesel succhiano l'aria fredda e comprime questa aria prima che sia riscaldata nel processo di combustione interna, che si verifica all'interno del cilindro. Dopo aver riscaldato l'aria sopra il pistone, il pistone si sposta, per cui l'aria si espande. Dal momento che l'aria è calda, la forza che agisce sulla canna del pistone è fantastica. Quando il pistone si trova in fondo, le valvole aperte e gli scarichi caldi vengono sostituiti con aria nuova, fresca e fredda. Quando il pistone si muove l'aria fredda è compressa e la forza che agisce sull'asta del pistone è inferiore a quando si sposta.

Il motore a combustione esterno funziona in conformità con un piccolo principio diverso. Non ha valvole, è sigillata ermeticamente e l'aria viene riscaldata e raffreddata con l'aiuto di scambiatori di calore di un circuito caldo e freddo. La pompa integrata guidata dal movimento del pistone fornisce movimento dell'aria lì e indietro tra questi due scambiatori di calore. Durante il raffreddamento dell'aria nell'apparato di scambio termico del circuito a freddo, il pistone comprime l'aria.

Dopo la compressione, l'aria viene quindi riscaldata nell'apparato di scambio termico del contorno caldo, prima che il pistone inizia a muoversi nella direzione opposta e utilizzare l'estensione dell'aria calda per azionare il motore.

Ha spinto i restanti tipi di centrali elettrici, tuttavia, il lavoro mirato a rifiutarsi di utilizzare questi aggregati suggerisce l'imminente cambiamento delle posizioni leader.

Dall'inizio del progresso tecnico, quando si utilizzano i motori che bruciano il carburante all'interno, non era solo ovvio per la loro superiorità. Un motore a vapore, come concorrente, contiene molti vantaggi: insieme ai parametri di trazione, silenzioso, onnivoro, facilmente controllato e configurato. Ma leggerezza, affidabilità ed efficienza hanno permesso al motore a combustione interna di prendere il traghetto.

Oggi, il capo dell'angolo è questioni di ecologia, efficienza e sicurezza. Forza gli ingegneri a lanciare forze su unità seriali che operano a scapito delle fonti di carburante rinnovabili. Nel 16 ° anno del diciannovesimo secolo, Robert Stirling registrato il motore che opera da fonti esterne Calore. Gli ingegneri ritengono che questa unità sia in grado di cambiare il leader moderno. Il motore Stirling combina l'economia, l'affidabilità, funziona in silenzio, su qualsiasi combustibile, rende il prodotto da un giocatore nel mercato automobilistico.

Robert Stirling (1790-1878 anni):

Storia del motore Stirling.

Inizialmente, l'installazione è stata sviluppata per sostituire l'auto che opera a spese del vapore. Le caldaie dei meccanismi di vapore sono esplosi, con il superamento degli standard di pressione consentiti. Da questo punto di vista, Stirling è molto più sicuro, funziona utilizzando la differenza di temperatura.

Il principio di funzionamento del motore Stirling in alimentazione alternativa o selezione del calore in una sostanza viene eseguita. La sostanza stessa è conclusa nel volume di tipo chiuso. Il ruolo della sostanza di lavoro viene eseguita da gas o liquidi. Ci sono sostanze che eseguono il ruolo di due componenti, il gas viene trasformato in un liquido e viceversa. Il motore Stirling liquido ha: piccole dimensioni, potenti, produce una grande pressione.

Ridurre e aumentando il volume di gas durante il raffreddamento o riscaldato, rispettivamente, è confermato dalla legge della termodinamica, in base al quale tutti i componenti: il grado di riscaldamento, il valore dello spazio occupato dalla sostanza, la forza che agisce per unità è associato e descritto dalla formula:

P * v \u003d n * r * t

• P è il potere del gas nel motore per unità dell'unità;
• V è un valore quantitativo occupato da gas nello spazio motore;
• n - quantità molare di gas nel motore;
• R - gas permanente;
• T - Il grado di riscaldamento del gas nel motore a,

Modello di motori Stirling:

A causa dell'impetentezza degli impianti, i motori sono divisi: combustibile solido, combustibile liquido, energia solare, reazione chimica e altri tipi di riscaldamento.

Ciclo

Il motore a combustione esterno di Stirling utilizza lo stesso set di fenomeni. L'effetto del verificarsi nel meccanismo è alto. A causa di ciò, è possibile costruire un motore con buone caratteristiche entro le dimensioni normali.

È necessario tenere conto che nella progettazione del meccanismo, il riscaldatore, il frigorifero e il rigeneratore, il dispositivo, la rimozione del calore dalla sostanza e il rendimento del calore, al momento giusto sono forniti.

Il ciclo ideale di Stirling, (diagramma "volume-temperatura"):

Fenomeni circolari ideali:

• 1-2 cambio di dimensioni lineari di una sostanza con una temperatura costante;
• 2-3 rimozione del calore dalla sostanza allo scambiatore di calore, lo spazio occupato dalla sostanza costantemente;
• 3-4 taglio forzato dello spazio occupato dalla sostanza, la temperatura è costante, il calore viene dato al dispositivo di raffreddamento;
• 4-1 Aumento forzato della temperatura della sostanza occupata dallo spazio costantemente, il calore viene sommato dallo scambiatore di calore.

Il ciclo ideale di Stirling, (diagramma "volume-volume"):

Dal calcolo (mol) della sostanza:

Calore preferito:

Il raffreddamento del raffreddamento è caldo:

Lo scambiatore di calore ottiene il calore (processo 2-3), lo scambiatore di calore dà il calore (processo 4-1):

R è un gas permanente universale;

CV - La capacità del gas perfetto per tenere il calore con le dimensioni non scambiate dello spazio occupato.

A causa dell'uso del rigeneratore, parte del calore rimane, come l'energia del meccanismo che non varia per il passaggio di fenomeni circolari. Il frigorifero ottiene meno calore, quindi, lo scambiatore di calore risparmia il riscaldamento del calore. Ciò aumenta l'efficienza di installazione.

Fenomeni circolari KPD:

ɳ =

È degno di nota che senza scambiatore di calore, il set di processi Stirling è fattibile, ma la sua efficacia sarà significativamente inferiore. Il passaggio della totalità dei processi è all'indietro porta alla descrizione del meccanismo di raffreddamento. In questo caso, la presenza di un rigeneratore, un prerequisito, poiché durante il passaggio (3-2-2), è impossibile riscaldare la sostanza dal dispositivo di raffreddamento, la cui temperatura è significativamente inferiore. È anche impossibile dare calore al riscaldatore (1-4), la cui temperatura è superiore.

Principio del funzionamento del motore

Per capire come funziona il motore Stirling, comprendiamo nel dispositivo e la frequenza dei fenomeni aggregati. Il meccanismo converte il calore ottenuto dal riscaldatore, che è al di fuori del prodotto in vigore della forza sul corpo. L'intero processo avviene a causa della differenza di temperatura, nella sostanza di lavoro situata nel circuito chiuso.

Il principio del funzionamento del meccanismo si basa sull'espansione per calore. Migliore direttamente, la sostanza nel circuito chiuso si riscalda. Di conseguenza, prima del raffreddato, la sostanza viene raffreddata. Il cilindro (1) è avvolto da una giacca d'acqua (3), il calore viene servito per il fondo. Il pistone, facendo un lavoro (4) posto nella manica ed è sigillato con anelli. Tra il pistone e il fondo c'è un meccanismo di spostamento (2), avendo strati significativi e muoversi fluentemente. La sostanza nel loop chiuso si sposta attraverso il volume della fotocamera dovuta allo spostamento. Il movimento della sostanza è limitato a due direzioni: fondo del pistone, fondo del cilindro. Il movimento dello spostamento fornisce un'asta (5), che passa attraverso il pistone e le funzioni a causa dell'eccentrico con un ritardo di 90 ° rispetto all'unità del pistone.

• Posizione "A":

Il pistone si trova nella posizione estrema inferiore, la sostanza viene raffreddata a causa delle pareti.

• Posizione "B":

Lo spostamento occupa la posizione superiore, spostando, passa la sostanza attraverso le slot finali verso il basso, si raffredda. Il pistone si trova immobile.

• Posizione "c":

La sostanza ottiene il calore, sotto l'azione del calore aumenta del volume e aumenta l'estensore con il pistone. Il lavoro viene eseguito, dopo di che lo spostamento cade sul fondo, spingendo la sostanza e il raffreddamento.

• Posizione "D":

Il pistone abbassa, comprime la sostanza raffreddata, lavoro utile. Il volano serve nel design della batteria dell'energia.

Il modello considerato senza rigeneratore, quindi l'efficienza del meccanismo non è grande. Il calore delle sostanze dopo l'operazione viene scaricato nel liquido di raffreddamento, usando le pareti. La temperatura non ha il tempo di rifiutare il valore desiderato, quindi il tempo di raffreddamento è esteso, la velocità del motore è piccola.

Tipi di motori

Costruitivamente, ci sono diverse opzioni utilizzando il principio di Stirling, sono considerati i tipi principali:

Il design applica due diversi pistoni collocati in vari contorni. Il primo circuito viene utilizzato per il riscaldamento, il secondo circuito è utilizzato per il raffreddamento. Di conseguenza, ogni pistone possiede il suo rigeneratore (caldo e freddo). Il dispositivo ha un buon rapporto di potenza al volume. Lo svantaggio è che la temperatura del rigeneratore hot crea difficoltà strutturali.

• Motore "β - Stirling":

Il design utilizza un circuito chiuso, con diverse temperature alle estremità (freddo, caldo). La cavità è il pistone con lo spostamento. Lo spostamento divide lo spazio sulla zona fredda e calda. Lo scambio di freddo e calore si verifica pompando la sostanza attraverso lo scambiatore di calore. Strutturalmente, lo scambiatore di calore viene eseguito in due versioni: esterno, combinato con lo spostamento.

• Motore "γ - Stirling":

Il meccanismo del pistone prevede l'uso di due circuiti chiusi: freddo e con lo spostamento. Il potere viene rimosso da un pistone freddo. Il pistone con lo spostamento su un lato è caldo, dall'altra parte è freddo. Lo scambiatore di calore si trova sia all'interno che all'esterno del design.

Alcuni centrali elettriche Non sembrare i principali tipi di motori:

• Motore rotante Stirling.

Invenzione costruttiva con due rotori sull'albero. La parte esegue movimenti rotazionali nello spazio chiuso della forma cilindrica. L'approccio sinergico all'attuazione del ciclo è posato. L'alloggiamento contiene slot radiali. Nella rientranza inserita lame con un certo profilo. I piatti sono sul rotore e possono muoversi lungo l'asse quando il meccanismo viene ruotato. Tutti gli articoli creano cambiamenti dei volumi con fenomeni eseguiti in loro. I volumi di vari rotori sono associati ai canali. La posizione dei canali ha uno spostamento di 90 ° l'uno con l'altro. Il turno del rotore relativo l'uno con l'altro è di 180 °.

• Motore termoacustico.

Il motore utilizza risonanza acustica per i processi. Il principio si basa su spostamento di una sostanza tra cavità calda e fredda. Lo schema riduce il numero di parti mobili, la complessità nella rimozione della potenza risultante e mantenere la risonanza. Il design si riferisce al motore gratuito.

Motore Stirling con le sue stesse mani

Oggi, abbastanza spesso nel negozio online che puoi incontrare prodotti souvenir.fatto sotto forma del motore in esame. Costruttivi e tecnologicamente, i meccanismi sono abbastanza semplici, se lo si desidera, il motore Stirling è facile da costruire con le proprie mani dai rimedi. Su Internet è possibile trovare una grande quantità di materiali: video, disegni, calcoli e altre informazioni su questo argomento.

Motore Stirling a basso contenuto:

• Considera l'opzione più semplice del motore a onde, eseguire la banca inscatolata, la schiuma di poliuretano morbido, il disco, i bulloni e le clip di cancelleria. Tutti questi materiali sono facili da trovare a casa, rimangono le seguenti azioni:
• Prendere una schiuma in poliuretano morbido, tagliare due millimetri con un diametro più piccolo dal diametro interno del cerchio di conservazione. L'altezza della schiuma è due millimetri più della metà dell'altezza del barattolo. Foolon gioca il ruolo del calibro nel motore;
• Prendi il coperchio della banca, nel mezzo fai il buco, il diametro è due millimetri. Squash alla barra vuota del foro, che eseguirà il ruolo della guida della barra dei motori;
• Prendi il cerchio tagliato fuori dalla schiuma, inserire nel mezzo del cerchio della vite e corsa su entrambi i lati. Alla lavatrice, saldare la clip pre-raddrizzata;
• In due centimetri dal centro, trapano fori, un diametro di tre millimetri, i fili della vetrina attraverso il foro centrale della copertura, saldare il coperchio alla banca;
• Crea un piccolo cilindro da un stagno, un diametro di un centimetro una e mezzo, saldendolo al coperchio delle lattine in modo tale che l'apertura laterale della copertura si è rivelata chiaramente al centro all'interno del cilindro del motore;
• Rendere albero motore Motore da clip di carta. Il calcolo viene eseguito in modo tale che la variazione del ginocchio fosse 90 °;
• Fai la pila sotto l'albero motore del motore. Dal film in polietilene, fare una membrana elastica, inserita il film sul cilindro, venderlo, blocco;

• Fare in modo indipendente l'asta di collegamento del motore, un'estremità del prodotto raddrizzata sarà sotto forma di una tazza, inserire la seconda estremità nella fetta della gomma. La lunghezza è adattata in modo tale che all'estremo punto inferiore L'albero di Mucker è stato disegnato, al punto più estremo, la membrana viene estratta il più possibile. Impostare l'altra barra di collegamento per lo stesso principio;
• Guida della punta della punta di gomma. Shutun senza una punta di gomma si fissa sullo spostamento;
• Mettere il meccanismo della manovella del volano del motore dal disco. In banca, fare le gambe per mantenere il prodotto nelle tue mani. L'altezza delle gambe ti consente di posizionare una candela sotto la lattina.

Dopo che sei riuscito a rendere il motore Stirling a casa, il motore è iniziato. Per fare questo, una candela illuminata è posta sotto il barattolo, e dopo che la banca si è riscaldata, dare una spinta al volano.

L'opzione di installazione considerata può essere raccolta rapidamente a casa come indennità visiva. Se l'obiettivo e il desiderio di rendere il motore Stirling il più vicino possibile agli analoghi di fabbrica, ci sono disegni di tutte le parti nell'accesso gratuito. L'esecuzione passo-passo di ciascun nodo creerà un layout di lavoro di qualcosa di non peggiore delle versioni commerciali.

Benefici

Per il motore Stirling, tali vantaggi sono caratteristici:

• Per funzionare il motore, è necessaria una differenza di temperatura, quale carburante provoca il riscaldamento non è importante;
• Non è necessario utilizzare Allegati e Accessori, il design del motore è semplice e affidabile;
• La risorsa del motore, a causa delle caratteristiche di progettazione, è 100.000 ore di funzionamento;
• Il funzionamento del motore non crea rumore estraneo, perché non vi è alcuna detonazione;
• Il processo di funzionamento del motore non è accompagnato da emissioni di sostanze spese;
• L'operazione del motore è accompagnata da vibrazioni minime;
• I processi nei cilindri di installazione sono rispettosi dell'ambiente. L'uso della sorgente di calore corretta consente di rendere il motore "pulito".

Svantaggi

Gli svantaggi del motore Stirling appartengono:

• È difficile stabilire la produzione di massa, poiché un motore strutturalmente richiede l'uso di un gran numero di materiali;
• Elevata dimensioni e grandi dimensioni del motore, perché per un raffreddamento efficiente è necessario utilizzare un grande radiatore;
• Per aumentare l'efficienza, il motore è forzato, applicando sostanze complesse (idrogeno, elio) come fluido di lavoro, che rende il funzionamento dell'unità pericolosa;
• La resistenza ad alta temperatura delle leghe di acciaio e la loro conduttività termica complica il processo di produzione del motore. Significative perdite di calore nello scambiatore di calore riducono l'efficienza dell'unità e l'uso di materiali specifici rendono la fabbricazione del motore costoso;
• Per regolare e passare il motore del motore dalla modalità in modalità, è necessario applicare dispositivi di controllo speciali.

Usando

Il motore Stirling ha trovato la sua nicchia e applicata attivamente dove le dimensioni e gli onnivori sono un criterio importante:

• Generatore elettrico di stirling del motore.

Il meccanismo di trasformazione del calore in energia elettrica. Vengono spesso trovati prodotti utilizzati come generatori turistici portatili, installazioni per l'uso dell'energia solare.

• Motore, come una pompa (elettricista).

Il motore viene utilizzato per l'installazione nel contorno dei sistemi di riscaldamento, risparmiando energia elettrica.

• Motore come una pompa (riscaldatore).

In paesi con un clima caldo, il motore è utilizzato come un riscaldatore di premesse.

Motore Stirling su un sottomarino:

• Motore come una pompa (dispositivo di raffreddamento).

Quasi tutti i frigoriferi nella loro progettazione utilizzano pompe di calore, installando il motore Stirling, salva risorse.

• Motore, come una pompa che crea gradi ultra-bassi di riscaldamento.

Il dispositivo è usato come frigorifero. Per questo, il processo viene lanciato nella direzione opposta. Gli aggregati a gas liquefit, elementi di misura raffreddati in meccanismi accurati.

• Motore per la tecnologia subacquea.

Le navi estive della Svezia e del Giappone lavorano attraverso il motore.

Motore Stirling come installazione solare:

• Motore come batteria energetica.

Combustibile in tali aggregati, sale si scioglie, il motore viene utilizzato come fonte di energia. Il motore nelle riserve di energia è dovuto agli elementi chimici.

• Motore solare.

Trasformare l'energia del sole in elettricità. Sostanza in questo caso, idrogeno o elio. Il motore è posto nel focus della concentrazione massima dell'energia del sole, creata utilizzando un'antenna parabolica.