Isı motoru Stirling. Dış yanma motorunun çalışma prensibi. Modern yapılandırmalar Stirling

Teknik Bilimler Doktoru V. Niscovsky (Yekaterinburg).

Sınırlı Hidrokarbon Yakıt Sabitleri ve Mühendisleri Yedek Motorlar Aradığınız İçin Yüksek Fiyatlar içten yanma. Rus Muciti, her türlü yakıt için tasarlanmış, güneş ışınları ile ısıtmak için tasarlanan harici bir ısı kaynağına sahip basit bir motor tasarımı önerir. Motorun projesinin yaratıcısı Vitaly Maksimovich Niscovsky, yalnızca ülkemizde değil aynı zamanda yurtdışında da metalurjistler tarafından bilinen bir tasarımcıdır. Curvilinear Boşlukların (MNS) sürekli döküm yapım makinelerinin kurucularından biri olan çelik döküm alanındaki ekipman alanında 200'den fazla icatın yazarıdır. Bugün, W. M. Niscovskiy'in Uralmash'ın liderliği altında 36 araba, Rusya'nın metalurji birleşiminde, Bulgaristan, Makedonya, Pakistan, Slovakya, Finlandiya, Japonya'da faaliyet göstermektedir.

1816'da Scottz Robert Stirling, motoru harici ısı kaynağı ile icat etti. O zamanki buluş, geniş bir dağılım alamadı - tasarım buhar motoruna kıyasla çok karmaşıktı ve daha sonra dahili yanma motorları (DVS) tarafından belirdi.

Bununla birlikte, bugün Stirling motorlarındaki akut ilgi görülür. Sürekli olarak yeni gelişmeler ve bunları kurma girişimleri hakkında bilgi edinir. seri üretim. Örneğin, Hollanda firmasında "Philips", ağır araçlar için Stirling motorunun birkaç modifikasyonunu oluşturdu. Motorlar harici yanma Gemileri, küçük santrallerde ve CHP'sinde ve gelecekte uzay istasyonlarını donatacaklar (elektrik jeneratörlerini sürmek için kullanılması da bekleniyorlar, çünkü motorlar Pluto yörüngesinde bile çalışabiliyorlar) .

Stirling motorları var yüksek verimHerhangi bir ısı kaynağı ile çalışabilir, sessiz, bir hidrojen veya helyum genellikle kullanıldığı için çalışma gövdesi harcanmazlar. Stirling motoru nükleer denizaltılarda başarıyla kullanılabilir.

İçten yanmalı çalışma motorunun silindirlerinde, hava ile birlikte, toz parçacıkları mutlaka kaydedilir, sürtünme yüzeylerinin aşınmasına neden olur. Dış ısı beslemesi olan motorlarda, kesinlikle mühürlendikleri için hariç tutulur. Ek olarak, yağlayıcı oksitlenmez ve fro'dakinden çok daha az değiştirmeyi gerektirir.

Stirling motoru, harici bir sürücüyle bir mekanizma olarak kullanılırsa, bir soğutma ünitesine dönüşür. 1944'te Hollanda'da, böyle bir motorun numunesi bir elektrik motoru kullanılarak kilidi açıldı ve silindir kafasının sıcaklığı yakında -190 ° C'ye düştü. Bu tür cihazlar, gazları sıvılaştırmak için başarıyla kullanılır.

Ve yine de krank sisteminin karmaşıklığı ve kolları pistonlu motorlar Stirling uygulamalarını sınırlar.

Problem, pistonları rotorlarla değiştirilerek çözülebilir. Buluşun ana fikri, eksantrik rotorlar ve yaylı ayırma plakaları ile toplam şaft üzerine iki çalışma silindirinin monte edilmesidir. Küçük silindirin boşalma (koşullu sıkıştırma) boşluğu, büyük bir silindirin, ayırma plakalarında, boru hattındaki, ısı eşanjörü rejeneratöründe ve ısıtıcı ve boşluğun boşluğundan oyukların genişletilmesinin boşluğuna bağlanır. Küçük silindirin genişletilmesi - Generatör ve buzdolabı boyunca büyük bir silindirin boşaltılmasının boşluğu ile.

Motor aşağıdaki gibi çalışır. Her zaman küçük bir silindirden dala kadar yüksek basınç Bazı gaz akar. Büyük bir silindirin boşalmasının boşluğunu doldurmak ve aynı zamanda basıncı korumak için, gaz rejeneratörde ve ısıtıcıda ısıtılır; Ses seviyesi artar ve basınç sabit kalır. Aynı, ancak "karşı işaretiyle" düşük basınçlı dallarda meydana gelir.

Rotorun yüzey alanlarındaki fark nedeniyle, elde edilen kuvvet ortaya çıkar F.=∆p.(S B.-S M.), burada δ p. - Yüksek ve düşük basınçlı dallarda basınç farkı; S B. - Büyük bir rotorun çalışma alanı; S M. - Küçük rotorun çalışma alanı. Bu kuvvet şaftı rotorlarla döner ve çalışma sıvısı sürekli olarak tüm sistemden geçerken sürekli dolaşır. Motorun faydalı çalışma hacmi, iki silindirin hacmindeki farkına eşittir.

Aynı konuda odaya bakın.

Geçen yıl, dergi, hangi okuyucuların memnuniyetle karşılandığı konuda A. EinsteinDöşenmiş 85 yıllar.

Editörlerin birkaç ekibi yayınlamaya devam ediyor İrKimin okuyucuları onur duyuyorsun. Her yıl bunu yapmak daha zor olsa da. Uzun zamandır, yeni yüzyılın başında editörler, yerli konutunu et sokağında bırakmak zorunda kaldı. (Aslında, bu, bir tür mucit için değil, bu bankalar için bir yerdir). Ancak yardım ediyordu Y. Maslyukov (O zamanlar, Rusya Federasyonu Rusya Federasyonu Dumanı Duma Komitesi Başkanı), "Kaluga" metro istasyonunda Niiaa'ya gitmek için. Sözleşmenin şartlarına ve kiralamanın zamanında ödenmesine ve derste rotanın ilhamını ve Rusya Federasyonu hükümeti tarafından yenilikçiliğe ilham vermesine rağmen, Niiaa'daki yeni müdür bizi tahliye hakkında bilgi verdi. "Üretim zorunluluğu ile bağlantılı olarak" editoryal ofisi. Bu, Niiaa'da, neredeyse 8 kat ve ilgili alanların serbest bırakılması sayısında bir azalma ile, editörlerin işgal ettiği editörlerin Niiaa'nın açılmayan alanlarının yüzde birinin anlamadığı gerçeğine rağmen.

Son beş yıldır yer aldığımız Mirea tarafından korunduk. İki kez geçiş yaptığını, atasözünü söylüyor. Ancak editörler tutuyor ve ne kadar olabilir. Ve dergi kadar uzun süre varabilecek "Mucit ve rasyonel" Oku ve yaz.

Bilgilerin daha fazla ilgilenen kişileri karşılamaya çalışmak, derginin web sitesini güncelledik, bunu, bizimize, daha bilgilendirici hale getiriyoruz. Geçmiş yıllarda sayısallaştırılıyoruz, başlayarak 1929 yılın - derginin temeli. Elektronik bir versiyon üretiyoruz. Ama asıl şey kağıt baskısı İr.

Ne yazık ki, abonenin sayısı, varlığın tek finansal temeli İrve organizasyonlar ve bireyler azalır. Ve derginin farklı sıralamalarının (Rusya Federasyonu'nun başkanları, her iki başkanlığın, Başbakanlar, hem Moskova belediye başkanı hem de Moskova belediye başkanı, Hem Moskova belediye başkanı hem de Yerli Kuban valisi, en büyük Rus şirketleri) sonuç vermedi.

Yukarıdakilerle bağlantılı olarak, editörler size, okuyucularımıza hitap eder: Mümkünse dergiyi destekleyin. Yasal faaliyetler için parayı listeleyebileceğiniz makbuz, daha sonra aşağıda yayınlanan derginin yayınlanmasını kastediyorsunuz.

Diğer türleri itti elektrik santralleriBununla birlikte, bu agregaları kullanmayı reddetmeyi amaçlayan iş, önde gelen pozisyonların yakın değişimini göstermektedir.

Teknik ilerlemenin başlangıcından bu yana, içerideki yakıt yakan motorları kullanırken, sadece üstünlükleri açık değildi. Bir yarışmacı olarak bir buhar motoru, çok fazla avantaj içeriyor: Çekiş parametreleri ile birlikte, sessiz, omnivorous, kolayca kontrol edilen ve yapılandırılmış. Ancak hafiflik, güvenilirlik ve verimlilik, iç yanma motorunun feribotu almasına izin verdi.

Bugün, köşenin başı ekoloji, verimlilik ve güvenlik konularıdır. Mühendisleri, yenilenebilir yakıt kaynaklarının pahasına çalışan seri birimlere kuvvetler atmalarını zorlar. On dokuzuncu yüzyılın 16. yılında, Robert Stirling, harici ısı kaynaklarından kaynaklanan bir motor kaydetti. Mühendisler, bu ünitenin modern lideri değiştirebileceğine inanıyor. Stirling motoru ekonomi, güvenilirliği birleştirir, sessizce çalışır, herhangi bir yakıtta, ürünü otomotiv pazarında bir oyuncu tarafından yapar.

Robert Stirling (1790-1878 Yıl):

Stirling motor geçmişi

Başlangıçta, buhar pahasına çalışan otomobilin yerini almak için kurulum geliştirildi. İzin verilen basınç standartlarını aşarak buhar mekanizmalarının kazançları patladı. Bu açıdan Stirling, sıcaklık farkını kullanarak fonksiyonlar çok daha güvenlidir.

Stirling motorun alternatif arzında çalışma prensibi veya çalışmanın bir maddede ısı seçimi. Maddenin kendisi, kapalı tip hacminde sonuçlandırılır. Çalışma maddesinin rolü gazlar veya sıvılarla gerçekleştirilir. İki bileşenin rolünü gerçekleştiren maddeler vardır, gaz bir sıvıya dönüştürülür ve tam tersidir. Sıvı Stirling Motoru: Küçük boyutlar, güçlü, büyük bir baskı üretir.

Soğutma veya ısıtılırken gaz hacminin azalması ve artırılması; Formül tarafından ilişkili ve açıklanmıştır:

P * v \u003d n * r * t

• P, birim alanı başına motordaki gazın gücüdür;
• V, motor alanındaki gazla işgal edilen nicel bir değerdir;
• n - MOMER MOTOR'daki gaz miktarı;
• R - Kalıcı gaz;
• T - Motordaki gazın ısıtma derecesi,

Stirling motor modeli:

Kurulumların iddiasızlığı nedeniyle, motorlar bölünmüştür: katı yakıt, sıvı yakıt, güneş enerjisi, kimyasal reaksiyon ve diğer ısıtma türleri.

Döngü

Stirlingin dış yanma motoru aynı fenomen setini kullanır. Mekanizmadaki oluşumun etkisi yüksektir. Bundan dolayı, normal boyutlarda iyi özelliklere sahip bir motor inşa etmek mümkündür.

Mekanizmanın tasarımında, ısıtıcı, buzdolabı ve rejeneratör, cihaz, maddeden ısı giderilmesi ve ısı geri dönüşünün sağda sağlanmasını dikkate almak gerekir.

İdeal Stirling Döngüsü, ("Sıcaklık-Hacim" diyagramı):

İdeal Dairesel Phenomenalar:

• 1-2 Bir maddenin sabit bir sıcaklığa sahip doğrusal boyutların değişimi;
• 2-3 Maddeden ısı eşanjörüne, madde tarafından işgal edilen boşluk, sürekli olarak;
• 3-4 Madde tarafından işgal edilen alanın zorunlu kesimi, sıcaklık sabittir, ısı soğutucuya verilir;
• 4-1 Maddenin sıcaklığında sürekli olarak alanın sıcaklığında artış, ısı eşanjöründen ısı toplanır.

İdeal Stirling Döngüsü, ("Basınç Hacmi" diyagramı):

Maddenin hesaplanmasından (mol):

En sevdiğim ısı:

Soğutma soğutucusu sıcaktır:

Isı eşanjörü ısı alır (işlem 2-3), ısı eşanjörü ısıya verir (işlem 4-1):

R, evrensel bir kalıcı gazdır;

CV - yetenek mükemmel gazze İşgal altındaki boşluğun değişmez boyutuyla ısıyı tutun.

Rejeneratörün kullanılmasından dolayı, ısının bir kısmı, dairesel fenomenleri geçmek için değişmeyen mekanizmanın enerjisi olarak kalır. Buzdolabı daha az ısı alır, bu nedenle, ısı eşanjörü ısı ısıtıcısını kaydeder. Bu, kurulum verimliliğini arttırır.

KPD Dairesel Phenomena:

ɳ =

Isı eşanjörü olmadan, Stirling işlemlerinin setinin uygulanabilir olduğu dikkat çekicidir, ancak etkinliği önemli ölçüde düşük olacaktır. Süreçlerin toplamının geçişi geriye doğru soğutma mekanizmasının açıklamasına yol açar. Bu durumda, bir rejeneratörün varlığı, bir önkoşul, çünkü (3-2-2), (3-2-22), sıcaklığın sıcaklığından daha düşük olanı soğutucudan ısıtmak imkansızdır. Sıcaklığı daha yüksek olan ısıtıcıya (1-4) ısı vermesi de imkansızdır.

Motorun İşlemi Prensibi

Stirling motorun nasıl çalıştığını anlamak için, cihazda ve agrega olaylarının sıklığını anlayalım. Mekanizma, ısıtıcıdan elde edilen ısıyı, bu, ürünün dışındaki vücut üzerindeki kuvvetin yürürlüğe girer. Tüm işlem, kapalı devrede bulunan çalışma maddesinde sıcaklık farkı nedeniyle oluşur.

Mekanizmanın çalışma prensibi, ısı ile genişlemeye dayanır. Doğrudan geliştirilmiş, kapalı devredeki madde ısınır. Buna göre, soğutulmadan önce, madde soğutulur. Silindir (1) bir su ceketi (3) ile sarılmıştır, ısı için ısı servis edilir. Piston, manşona yerleştirilmiş bir iş (4) yapan ve halkalarla kapatılır. Piston ve alt arasında, önemli boşluklara sahip ve akıcı bir şekilde hareket eden bir yer değiştirme mekanizması (2) vardır. Kapalı halka içindeki madde, yer değiştiren nedeniyle kameranın hacminden geçer. Maddenin hareketi iki yön ile sınırlıdır: pistonun dibi, silindirin alt kısmı. Displacer'ın hareketi, pistondan geçen ve pistonlu sürücüyle karşılaştırıldığında 90 ° gecikmeli eksantrikten dolayı fonksiyonlar için bir çubuk (5) sağlar.

• "A" pozisyonu:

Piston aşırı düşük pozisyonda bulunur, madde duvarlar nedeniyle soğutulur.

• "B" pozisyonu:

Displacer, üst pozisyonu doldurur, hareket ettirin, maddeyi uç yuvalardan aşağıya doğru geçirir, kendisi soğutulur. Piston hareketsiz duruyor.

• "C" pozisyonu:

Madde, sıcaklıktaki ısı artışının etkisi altında ısı alır ve genişleticiyi pistonlu yükseltir. Bundan sonra, ekstraktecinin dibe düştüğünü, maddeyi ve soğutmayı iterek yapılır.

• "D" pozisyonu:

Piston aşağı indirilir, yürütülen soğutulmuş maddeyi sıkıştırır faydalı iş. Volan, enerji bataryasının tasarımında servis edilir.

Bir rejeneratör olmadan değerlendirilen model, bu nedenle mekanizmanın etkinliği büyük değildir. İşlemden sonra maddelerin ısısı, duvarları kullanarak soğutucuya boşalır. Sıcaklığın istenen değeri düşme zamanı yoktur, bu nedenle soğutma süresi uzatılır, motorun hızı küçüktür.

Motor tipleri

Yapıcı olarak, Stirling ilkesini kullanarak birkaç seçenek vardır, ana türler dikkate alınır:

Tasarım, çeşitli konturlara yerleştirilmiş iki farklı piston uygular. İlk devre ısıtma için kullanılır, ikinci devre soğutma için kullanılır. Buna göre, her piston rejeneratörüne (sıcak ve soğuk) sahiptir. Cihazın hacmine iyi bir güç oranı var. Dezavantaj, sıcak rejeneratörün sıcaklığının yapısal zorluklar yaratmasıdır.

• Motor "β - Stirling":

Tasarım, uçlarda farklı sıcaklıklara sahip bir kapalı devre kullanır (soğuk, sıcak). Boşluk, yer değiştiren ile pistondur. Displacer, boş ve sıcak bölgedeki boşluğu böler. Soğuk ve sıcaklık değişimi, maddeyi ısı eşanjöründen pompalayarak ortaya çıkar. Yapısal olarak, ısı eşanjörü iki versiyonda gerçekleştirilir: dış, yer değiştirici ile birlikte.

• Motor "Γ - Stirling":

Piston mekanizması, iki kapalı devrenin kullanımını sağlar: soğuk ve yer değiştirenlerle. Güç, soğuk bir pistondan çıkarılır. Bir tarafta yer değiştiren olan piston, diğer tarafta soğuktur. Isı eşanjörü, tasarımın içinde ve dışında bulunur.

Bazı elektrik santralleri ana motor tiplerine benzer değildir:

• Döner Stirling Motoru.

Şaftta iki rotorlu yapımca buluş. Parça, silindirik şeklin kapalı alanında dönme hareketlerini gerçekleştirir. Döngünün uygulanmasına sinerjistik yaklaşım döşenmiştir. Muhafaza radyal yuvalar içerir. Titreşim takılı bıçaklarda belirli bir profille. Plakalar rotor üzerindedir ve mekanizma döndürüldüğünde eksen boyunca hareket edebilir. Tüm ürünler, içinde gerçekleştirilen fenomenlerle değişen hacimler yaratır. Çeşitli rotorların hacimleri kanallarla ilişkilidir. Kanalların konumu birbirine 90 ° 'ye geçer. Birbirine göre rotor kayması 180 °.

• Termoakustik Stirling Motoru.

Motor, işlemler için akustik rezonans kullanır. Prensip, sıcak ve soğuk boşluk arasındaki bir maddeyi hareket ettirmeye dayanır. Şema, hareketli parçaların sayısını, karmaşıklığı ortaya çıkan gücü çıkarırken ve rezonansı korur. Tasarım ücretsiz motoru ifade eder.

Kendi elleriyle Stirling motoru

Bugün, oldukça sık çevrimiçi mağazada buluşabileceğiniz hatıra ÜrünlerMotorun biçiminde yapılır. Yapıcı ve teknolojik olarak, mekanizmalar oldukça basittir, eğer istenirse, Stirling Motoru, ilaçlardan kendi elleriyle inşa etmek kolaydır. İnternette çok miktarda malzeme bulabilirsiniz: video, çizimler, hesaplamalar ve bu konuda diğer bilgiler.

Düşük temperli Stirling Motor:

• Konserve bankasının, yumuşak poliüretan köpüğü, disk, cıvataları ve kırtasiye klipslerini yürütmek için dalga motorunun en kolay seçeneğini göz önünde bulundurun. Tüm bu malzemelerin evde bulmak kolaydır, aşağıdaki işlemler kalır:
• Yumuşak bir poliüretan köpüğü alın, iç çapın daha küçük bir çapında iki milimetre kesin konserve kutuları bir daire. Köpüğün yüksekliği, iki milimetredir, jarın yüksekliğinin yarısından fazladır. Foolo, Motordaki Seizer'in rolünü oynar;
• Bankanın kapağını alın, ortada delik yapın, çap iki milimetredir. Motor Çubuğu Kılavuzunun rolünü gerçekleştirecek olan delikli içi boş çubuk;
• Köpükten kesilmiş daireyi alın, vidanın dairesinin ortasına yerleştirin ve her iki taraftaki kontur. Yıkayıcıya, önceden düzeltilmiş klibi lehimleyin;
• Merkezden iki santimetrede, matkap delikleri, üç milimetre çapı, kapağın merkezi deliği boyunca çıkışın dişleri, kapağı bankaya lehimleyin;
• Bir teneke bir teneke, bir buçuk bir buçuk, bir buçuk, bir santimetre çapı, kapağın kapağına lehimleyin, kapağın yandan açıklığının motor silindirinin içindeki merkezde açıkça ortaya çıkması;
• Yapmak krank mili Ataçlardan motor. Hesaplama, diz varyasyonunun 90 ° 'i olduğu şekilde gerçekleştirilir;
• Yığın motor krank milinin altına yerleştirin. Polietilen filmden, bir elastik membran yapın, silindirin üzerine filmi yerleştirin, satın, kilitleyin;

• Bağımsız bir şekilde motor bağlantı çubuğunu yap, düzeltilmiş ürünün bir ucunun bir kupa şeklinde olacak, ikinci ucu silginin dilimine yerleştirin. Uzunluk, aşırı bir şekilde ayarlanır. alt nokta Mucker şaftı çizildi, aşırı üst noktada, membran mümkün olduğu kadar çekildi. Diğer bağlantı çubuğunu aynı prensip için ayarlayın;
• Kauçuk uçlu rod sürüş. Kauçuk ucu olmadan shutin, yer değiştiren üzerinde tutturmak;
• Motor volanının krank mekanizmasını diskten koyun. Bankada, ürünleri elinizde tutmak için bacaklar yapın. Bacakların yüksekliği, kutunun altına bir mum yerleştirmenizi sağlar.

Stirling motoru evde yapmayı başardıktan sonra, motor başladı. Bunu yapmak için, bir yanan mum kavanozun altına yerleştirilir ve banka ısındıktan sonra, volan için bir itin.

Sözlü kurulum seçeneği, görsel bir ödenek olarak evde hızlı bir şekilde toplanabilir. Stirling motorunu fabrika analoglarına mümkün olduğunca yakın hale getirme hedefi ve arzusu, tüm parçaların ücretsiz erişimin çizimleri vardır. Her düğümün adım adım yürütülmesi, ticari sürümlerden daha kötü bir şeyin çalışma düzeni oluşturur.

Faydalar

Stirling motor için, bu tür avantajlar karakteristiktir:

• Motoru çalıştırmak için, ısıtmanın önemli olmadığı yakıt neden olur;
• Ekleri ve aksesuarları kullanmaya gerek yok, motor tasarımı basit ve güvenilirdir;
• Tasarım özelliklerinden dolayı motor kaynağı, 100.000 saat çalışma;
• Motor çalışması oluşturmaz yabancı atlarçünkü patlama yoktur;
• Motorun çalışma süreci, harcanan maddelerin emisyonları eşlik etmemektedir;
• Motorun operasyonu minimum titreşim eşlik eder;
• Kurulum silindirlerdeki süreçler çevre dostudur. Doğru ısı kaynağının kullanılması, motoru "temiz" yapmanızı sağlar.

Dezavantajları

Stirling motorun dezavantajları aittir:

• Yapısal olarak çok sayıda malzemenin kullanımını gerektirdiğinden, seri üretimin kurulması zordur;
• Yüksek ağırlık ve büyük motor boyutları, çünkü verimli soğutma için büyük bir radyatör kullanmak gerekir;
• Verimliliği artırmak için, motor, birimin çalışmasını tehlikeli olarak çalıştıran bir çalışma sıvısı olarak karmaşık maddeler (hidrojen, helyum) uygulayarak zorlanır;
• Çelik alaşımlarının yüksek sıcaklık direnci ve bunların termal iletkenliği, motor üretim sürecini de karmaşıklaştırır. Isı eşanjöründeki önemli ısı kayıpları ünitenin verimliliğini azaltır ve spesifik malzemelerin kullanımı motorun imalatını pahalıdır;
• Motorun moddan moddan ayarlamak ve geçiş yapmak için özel kontrol cihazları uygulamanız gerekir.

Kullanma

Stirling motor nişini buldu ve boyutların ve omnivorların önemli kriter olduğu durumlarda aktif olarak uygulandı:

• Motor Stirling Elektrik Jeneratörü.

Isı dönüşüm mekanizması elektrik enerjisine. Portatif turist jeneratörleri, güneş enerjisi kullanımı için kurulumlar olarak kullanılan ürünleri sıklıkla bulur.

• Motor, bir pompa gibi (elektrikçi).

Motor konturuna kurmak için kullanılır isıtma sistemleri, elektrik enerjisi tasarrufu.

• Bir pompa olarak motor (ısıtıcı).

Sıcak bir iklimi olan ülkelerde, motor bir tesis ısıtıcısı olarak kullanılır.

Denizaltında Stirling Motoru:

• Bir pompa olarak motor (soğutucu).

Tasarımlarındaki hemen hemen tüm buzdolapları ısı pompaları kullanır, Stirling motorunu takın, kaynakları kaydedin.

• Motor, ultra düşük ısıtma dereceleri oluşturan bir pompa olarak.

Cihaz bir buzdolabı olarak kullanılır. Bunun için işlem ters yönde başlatılır. Agregalar sıvılaştırma gaz, hassas mekanizmalarda soğutulmuş ölçüm elemanları.

• Sualtı teknolojisi için motor.

İsveç ve Japonya'nın yaz gemileri motordan çalışır.

Güneş tesisatı olarak Stirling Motor:

• Enerji pil olarak motor.

Bu tür agregalarda yakıt, tuz erir, motor bir enerji kaynağı olarak kullanılır. Güç rezervlerinde motor kimyasal elementlerin önündedir.

• Güneş motoru.

Güneşin enerjisini elektriğe dönüştürün. Bu durumda madde, hidrojen veya helyum. Motor, parabolik bir anten kullanılarak oluşturulan güneşin enerjisinin maksimum konsantrasyonunun odağına yerleştirilir.

Sadece yaklaşık yüz yıl önce, içten yanmalı motorlar, modern otomotivde işgal ettikleri yeri zalim bir rekabet mücadelesinde fethetmek zorunda kaldı. O zaman üstünlüğü bugün olduğu kadar açık görünmedi. Gerçekten mi, buhar motoru - Ana rakip benzinli motor - Büyük avantajları olan ona göre ele geçirildi: Sessiz, Güç Düzenlemesinin Sessizliği, Güzel Çekme Özellikleri ve Şaşırtıcı "Omnivous", yakacak odundan benzine kadar herhangi bir yakıt şeklinde çalışmasına izin veriyor. Ancak nihayetinde, içten yanmalı motorların ekonomisi, kolaylığı ve güvenilirliği, kaçınılmazlık olarak, dezavantajları ile uzlaşmaya zorlandı.
1950'lerde, gaz türbinlerinin ve döner motorların ortaya çıkmasıyla, otomotiv endüstrisindeki içten yanmalı motorlar tarafından işgal edilen tekel pozisyonunun saldırısı, hala başarı ile taçlandırılmamış olan saldırı. Aynı yıllarda, sahneye getirmek için girişimler yapıldı. yeni motorBenzinli motorun maliyet etkinliğinin ve güvenilirliğinin buhar bitkisinin sessiz ve "omnivourous" ile güvenilir bir şekilde birleştirildiği. Bu, 27 Eylül 1816'da (İngilizce Patenti No. 4081) patentli olan rahip Robert Stirling'in İskoç Robert Stirling'in ünlü dış yanıcı motorudur.

Süreç fiziği

İstisnasız tüm termal motorların hareketi ilkesi, ısıtılmış gazın genişlemesine dayanır, büyük bir mekanik iş yapılması gerektiğinden, soğuğun sıkıştırılması gerektiğinden daha büyük bir mekanik çalışma yapılır. Bunu, sıcak ve soğuk suyla, yeterince şişe ve iki tencereye göstermek için. İlk başta, şişe buz suyuna indirilir ve hava soğutulduğunda, boyun bir fiş takılıdır ve sıcak suda hızlıdır. Birkaç saniye sonra, pamuk dağıtılır ve şişede ısıtılan gaz fişi yaparak zorlar mekanik iş. Bir şişe tekrar buz suyuna iade edilebilir - döngü tekrar eder.
Silindirlerde, pistonlar ve ilk Stirling makinesinin karmaşık kaldıraçlarında, bu işlem neredeyse tam olarak çoğaltılmıştır, mucit, ısının bir kısmının soğutma sırasında gazdan uzaklaştığını fark eder, kısmi ısıtma için kullanılabilir. Soğutma sırasında gazdan alınan ısıyı depolamanın mümkün olacağı ve yine ısıtıldığında verebileceği bir tür konteynere ihtiyacımız var.
Ancak, ne yazık ki bu çok önemli gelişme bile Stirling motoru tarafından kaydedilmedi. 1885'e kadar, burada elde edilen sonuçlar çok vasattı: yüzde 5-7 KP, 2 litre dan. Güç, 4 ton ağırlık ve 21 metreküp işgal edilmiş alan.
Dış yanmalı motorlar, İsveç Mühendisi Erickson tarafından geliştirilen başka bir tasarımın başarısından bile kaydedilmedi. Stirling'in aksine, gazın sabit bir hacimde olmadığı, ancak sabit basınçta ısıtmayı ve soğutmayı önerdi. 8 1887 Binlerce küçük Ericson motoru, gemilerde, mayınlarda, mayınlarda, evler, evlerde mükemmel bir şekilde çalıştı. Su tanklarını doldurdular, asansörlerin etkisini önderler. Erickson, onları arabaları sürmeye bile uyarlamaya çalıştı, ama çok ağırdı. Rusya'da devrimden önce, "ısı ve güç" adı altında çok sayıda bu motor üretildi.

Modern otomotiv endüstrisi, ciddi bir araştırma olmadan, içten yanmalı motorların tasarımında kardinal modernizasyonun elde edilmesi imkansız olduğu bir seviyeye ulaştı. Bu, tasarımcıların Stirling Motoru gibi elektrik santrallerinin alternatif gelişimine dikkat etmeye başlamasına katkıda bulundu.

Bazı otokontraktörler, bir dizi elektrikle serbest bırakmak için gelişme ve hazırlık üzerindeki güçlerini yoğunlaştırdılar ve hibrit otomobillerDiğer mühendislik merkezleri, yenilenebilir kaynaklardan yapılan alternatif yakıt üzerine motorlar tasarlamak için fon harcar. Gelecekte çeşitli ulaşım araçları için yeni bir motor haline gelebilecek başka farklı motor gelişimi vardır.

Bu yüzden mümkün olan makine enerji kaynağı karayolu taşımacılığı 19. yüzyılda 19. yüzyılda icat edilen dış yakma motorunun geleceği 19. yüzyılda icat edildi.

Cihaz ve çalışma prensibi

Stirling motoru, elde edilen termal enerjinin dönüşümünü gerçekleştirir. dış kaynakKapalı bir hacimdeki sıvı sıcaklığındaki değişim nedeniyle mekanik harekette.

Buluştan sonra ilk başta, böyle bir motor, termal genleşme prensibine etki eden bir makine biçiminde vardı.

Isı makinesinin silindirinde, uzantının önündeki hava, sıkışmadan önce soğutuldu. Silindirin tepesinde 1, bir su gömlek 3'tür, silindirin dibi sürekli ateşle ısıtılır. Silindir, sızdırmazlık halkaları olan bir çalışan piston 4'tür. Piston ve silindirin dibi arasında, silindirde önemli bir boşlukla hareket eden yer değiştiren 2dir.

Silindirde bulunan hava, yer değiştirici 2 tarafından pistonun veya silindirin altına pompalanır. Displacer, piston contasından geçen bir çubuğun 5 etkisi altında hareket eder. Sıradaki çubuk, piston sürücüsünden 90 derecelik bir gecikme ile dönen bir eksantrik cihaz tarafından tahrik edilir.

"A" konumunda, pistonun alt noktada bulunur ve hava pistonu ile yer değiştiren arasına yerleştirilir, silindirin duvarları ile soğutulur.

Bir sonraki pozisyonda "B", yerindenleyici yukarı doğru hareket eder ve piston nokta üzerinde kalır. Aralarında olan hava, soğutucunun silindirinin altına itilir.

"B" pozisyonu bir işçidir. İçinde, hava silindirin altını ısıtır, genişler ve iki pistonu üst ölü noktaya yükseltir. Çalışma strokunu yaptıktan sonra, yer değiştirici silindirin altına düşer, pistonun altındaki havayı iterek ve soğutma.

"G" konumunda, soğutulmuş hava sıkıştırma için hazırdır ve piston, üst noktadan aşağıya doğru hareket eder. Soğutulmuş havanın sıkıştırılmasının çalışması, ısıtılmış havanın genişletilmesi çalışmasından daha az olduğundan, faydalı çalışma oluşturulur. Aynı zamanda volan bir tür enerji bataryası olarak hizmet vermektedir.

Görüntülenen sürümde, Stirling motorunun küçük bir verimliliği vardır, çünkü çalışma strokundan sonra hava ısısı silindirin duvarlarından soğutucuya çıkarılmalıdır. Bir hamle için hava, gerekli değerdeki sıcaklığı azaltmak için zaman yoktur, bu nedenle soğutma süresini uzatmak gerekirdi. Bu nedenle, motorun hızı küçüktü. Termal verimlilik de önemsizdi. Egzoz havasının ısısı soğutma suyuna girdi ve kayboldu.

Farklı tasarımlar

Var olmak Çeşitli seçenekler Stirling ilkesi üzerine çalışan güç ünitelerinin aygıtları.

"Alpha" infazının tasarımı

Bu motor iki ayrı çalışan piston içerir. Her piston ayrı bir silindirde bulunur. Soğuk silindir ısı eşanjöründedir ve sıcak ısınır.

"Beta" in yürütülmesinin yapımı

Pistonlu silindir bir tarafta soğutulur ve karşı taraftan ısınır. Silindir, güç pistonunu ve yer değiştiriciyi çalışma gazının hacmini azaltmak ve artırmak için hizmet eder. Rejeneratör, soğutulmuş gazın motorun ısıtılmış alanına ters hareketini gerçekleştirir.

"Gamma" yürütmesinin tasarımı

Tüm sistem iki silindirden oluşur. İlk silindir soğuktur. Çalışma pistonunu hareket ettirir, bir taraftaki ikinci silindir ısıtılır ve diğer - soğukta ve dışarıya doğru hareket edecek şekilde tasarlanmıştır. Soğutulmuş gaz pompası için rejeneratör, iki silindir için ortak olabilir veya yer değiştiren cihaza dahil edilebilir.

Faydalar

• Harici yanma motorları kümesi gibi, Stirling motoru, farklı yakıtlarda çalışabiliyor, çünkü bunun için bir sıcaklık farkının varlığı için önemlidir. Aynı zamanda, ne denir olduğu önemli değil.
• Motor basit bir cihaza sahiptir ve yardımcı sistemlere ve eklere (şanzıman, zamanlama kayışı, başlangıç \u200b\u200bvb.) İhtiyacı yoktur.
• Tasarım özellikleri uzun süreli işlem sağlar: 100 bin saatten fazla kalıcı işlem.
• Stirling motorunun çalışması büyük bir gürültü yaratmaz, çünkü yakıt patlaması motorun içinde gerçekleşmez ve egzoz gazlarının serbest bırakılması yoktur.
• Bir eşkenar dörtgen formunda bir krank bağlanma çubuğu cihazı ile donatılmış "Beta" ın yürütülmesi, çalışma sırasında titreşim yaratmayan en dengeli mekanizmadır.

• Motor silindirlerinde doğal ortamda zararlı bir etkisi olan süreçleri ortaya çıkarmayın. Optimum ısı kaynağını seçerken, Stirling Motor çevre dostu bir cihaz olabilir.

Dezavantajları

• Önemli pozitif özellikler ile Stirling motorların hızlı seri üretimi belirli nedenlerden dolayı gerçek değildir. Cihazın maddi yoğunluğundaki ana soru. Çalışma sıvısını soğutmak için, ekipmanın boyutlarını ve ağırlığını önemli ölçüde artıran büyük bir radyatör gerekir.
• Bugünün teknoloji seviyesi Stirling motorunun yeni özelliklere göre rekabet etmesini sağlar benzinli motorlar Kullanım nedeniyle karmaşık türler Çalışma gövdesi (hidrojen veya helyum) çok büyük basınç altında. Bu, bu tür motor kullanma riskini önemli ölçüde artırır.
• Ciddi operasyon sorunu, çelik alaşımlarının sıcaklık dayanıklılığının ve termal iletkenliklerinin sorunları ile ilgilidir. Isı, ısı eşanjörlerinin yardımı ile çalışma alanı için uygundur. Bu, önemli ısı kaybına yol açar. Ayrıca, ısı eşanjörü, ısı dayanıklı alaşımlardan yapılmalıdır, bu da yükseltilmiş basınca dayanıklıdır. Bu koşullara karşılık gelen malzemeler işlemede çok karmaşıktır ve yüksek maliyetlidir.
• Stirling motor geçişinin diğer çalışma modlarına ilkeleri, normal ilkelerden de önemli ölçüde farklıdır. Bunu yapmak için özel kontrol cihazlarının oluşturulması. Örneğin, gücü değiştirmek için, güç pistonu ile yer değiştirenler arasındaki aşamaların açısını, silindirlerin basıncı arasında değiştirilmesi veya çalışma hacminin kapasitesini değiştirmeniz gerekir.

Stirling motoru ve kullanımı

Kompakt boyutlarda bir ısı dönüştürücü oluşturmanız gerekirse, Stirling motorunu kolayca kullanabilirsiniz. Bu durumda, başkalarının etkinliği benzer motorlar çok daha düşük.

• Evrensel Kaynaklar elektrik. Stirling motorlar ısıyı elektriğe dönüştürebilir. Bu tür motorlarla güneş enerjisi elektrik tesisatı projeleri var. Turistler için özerk santraller olarak kullanılırlar. Bazı üreticiler jeneratörleri gaz brülöründen hareket ediyor. Radyoizotop ısı kaynaklarından çalışan jeneratörlerin projeleri de vardır.
• Pompalar. . Bir pompa ısıtma sisteminin çıkışına takılıysa, ısıtmanın verimliliği önemli ölçüde artmaktadır. Soğutma sistemlerinde, pompalar da kurulur. Elektrikli pompa başarısız olabilir, ayrıca elektrik enerjisi tüketir. Stirling prensibine etki eden pompa bu soruyu çözer. Sıvıları pompalamak için Stirling Motor, normal şema tarafından daha basit olacaktır, çünkü piston yerine, pompalanan sıvının kendisi de soğutma için hizmet eder.
• Soğutma Ekipmanları . Tüm buzdolaplarının tasarımı, termal pompaların prensibini kullanır. Bazı buzdolabı üreticileri, Stirling motorunu ürünlerine yüklemeyi planlıyor, bu da çok ekonomik olacaktır. Çalışma gribi hava olacak.

• Ultra Düşük Sıcaklıklar. Gazlar için, bu tür motorlar çok etkilidir. Kullanımı türbin cihazlarından daha karlı. Ayrıca, Stirling motoru, doğru cihazların sensörlerini soğutmak için cihazlarda kullanılır.

• . Güneşin enerjisini dönüştürerek elektrik enerjisi elde edilebilir. Bu amaçla, aynanın odağına monte edilen Stirling motorları kullanılabilir, böylece ısıtma yeri güneşin ışınları ile sürekli olarak aydınlatılır. Reflektör, enerjinin küçük bir alanda konsantre edilen güneş hareketleri olarak kontrol edilir. Bu durumda, aynalarla olan radyasyon yansıması yaklaşık% 92'dir. Motorun çalışma sıvısı en sık helyum veya hidrojendir.
• Piller ısı. Stirling cihazını kullanarak, tuzlara dayanan ısı akümülatörlerini kullanarak termal enerji ayırabilirsiniz. Bu tür cihazlar bir enerji kaynağı, üstün kimyasal ve daha küçük bir maliyete sahiptir. Gücü ayarlama Gücü kullanarak, iki piston arasındaki faz açısındaki artış ve azalış, motor frenini gerçekleştirerek biriken mekanik enerji biriktirilebilir. Bu durumda, motor bir termal pompa olarak hizmet eder.
• Otomotiv. Zorluklara rağmen mevcut modeller Stirling motor arabalar için kullanılır. Araba için uygun bir motora ilgi, hala geçen yüzyılda vardı. Bu yöndeki gelişmeler İngiliz ve Alman Otomatik Kaygıları tarafından yapıldı. İsveç'te, birleşik seri birimlerinin ve düğümlerinin kullanıldığı bir Stirling Motor da geliştirilmiştir. Sonuç, parametrelerin, küçüklerin özellikleri ile karşılaştırılabilir olan 4 silindirli motorundur. dizel motor. Bu motor başarıyla test edildi güç agrega Çoklu Torr için.

Günümüzde sualtı, mekan ve diğer kurulumlar için stil kurulumları çalışmaları ve ayrıca ana motorların tasarımı birçok yabancı ülkede gerçekleştirilmektedir. Stirling motorlara bu kadar yüksek bir ilgi, atmosferin kirlenmesine, doğal enerji kaynaklarının gürültüsünü ve korunmasına karşı mücadeledeki kamu yararının sonucu haline geldi.