Harici yanma motoru nasıl çalışır? Stirling motordaki güç istasyonları - kolay, verimlilik ve çevre güvenliği. Ek detaylar ve seçenekler

Sadece yaklaşık yüz yıl önce motorlar içten yanma Zalim bir rekabet mücadelesinde modern otomotivde işgal ettikleri yeri fethetmek zorunda kaldım. O zaman üstünlüğü bugün olduğu kadar açık görünmedi. Nitekim, buhar makinesi - 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 ünlü motor. harici yanmaİskoç rahip robert Stirling 27 Eylül 1816'da patentli (İngilizce Patenti No. 4081).

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.
Ancak, 250 litreye kadar gücü arttırma girişimleri. dan. tam bir başarısızlıkla sona erdi. 4,2 metrelik çaplı bir silindirli makine 100 litreden daha az gelişmiştir. e., Yangın kameraları yandı ve motorların kurulduğu gemiyi öldü.
Maalesef ne yazık ki bu zayıf masterodonlara yayılmış, güçlü, kompakt ve hafif benzomotorlar ve dizel motorlar ortaya çıktığında ortaya çıktı. Ve birdenbire, 1960'larda, neredeyse 80 yaşından sonra, "Stirling" ve "Erixonakh" hakkında ("Dizel ile analoji), içten yanmalı motorların zorlu rakipleri olarak kabul edelim. Bu konuşmalar günümüzde ve bugün yoktur. Böyle bir dik dönüş manzarasına açıklar?

Metodite fiyatı

Modern teknolojide canlanan eski teknik fikri hakkında bilgi edindiğinizde, soru hemen ortaya çıkar: Uygulamasını daha önce önledi? Sorun neydi, bu "kanca", bir karar veremeyeceği bir karar vermeden? Ve neredeyse her zaman canlanmasıyla birlikte, eski fikir yeni bir teknolojik yöntemi ya da seleflerin ya da yeni bir materyalin düşünmediği yeni bir tasarıma mecbur ediyor. Harici yanma motoru nadir istisna olarak kabul edilebilir.
Teorik hesaplamalar KP'nin olduğunu göstermektedir. "Stirling" ve "ericksons" yüzde 70'e ulaşabilir - diğer motorlardan daha fazlası. Ve bu, seleflerin başarısızlıklarının ikincil olarak, elimine edilen faktörlerle ilke olarak açıklandığı anlamına gelir. Doğru seçim Parametreler ve uygulamalar, her bir düğümün çalışmasının titiz bir çalışması, her bir parçanın dikkatlice işlenmesi ve sonlandırılması, döngünün avantajlarını gerçekleştirmemize izin verdi. Zaten ilk deney örnekleri KPD yüzde 39 tarafından verildi! (Sırasıyla, 28-30 ve 32-35 yıllardır Yıllardır KPD Benzinli Motorlar ve Dizel Motorlar.) Zamanla ve Stirling ve Ericson'da "Bakan" hangi fırsatlar?
Alternatif olarak inhibe edilen konteyner, daha sonra ısı verilir. Regeneratörün bu zamanlarda hesaplanması imkansızdı: Isı transferi bilimi yoktu. Boyutları göze ve hesaplamaların nasıl gösterildiğini, KPD motorları Dış yanma, rejeneratörün kalitesine çok bağlıdır. TRUE, fakir işi, baskıdaki artışa bir ölçüde bir ölçüde kullanılabilir.
Başarısızlığın ikinci nedeni, birinci kurulumların atmosferik basınçta havada çalıştırılmasıdır: boyutları büyük tedavi edildi ve güç küçük.
KPD getirerek. Rejeneratör, yüzde 98'e varan ve kapalı bir devreyi hidrojen veya helyumda 100 atmosfer ile doldurularak, günümüzün mühendisleri, bu formda bile KPD tarafından gösterilen "Stirlingler" nin maliyet etkinliğini ve gücünü arttırdı. İçten yanmalı motorlardan daha yüksek.
Zaten bir kişi arabalara dış yanma motorları yüklemek hakkında konuşmak için yeterli olurdu. Ancak, yalnızca yüksek bir ekonomi, makinelerin oblivyonundan yenilenenlerin avantajlarını henüz tükenmez.

Stirling ne kadar çalışıyor

Harici yanmalı motor devresi şeması:
1 - Yakıt memesi;
2 - Egzoz Borusu;
3 - hava ısıtıcı elemanları;
4 - hava ısıtıcı;
5 - Sıcak gazlar;
6 - Sıcak silindir alanı;
7 - Rejeneratör;
8 - Silindir;
9 - Soğutucu kaburga;
10 - soğuk alan;
11 - Çalışma Pistonu;
12 - Rhombic Drive;
13 - Çalışma pistonunun çubuğu;
14 - Dişliler senkronize etme;
15 - Kamera yanması;
16 - ısıtıcı tüpler;
17 - sıcak hava;
18 - Piston-Displaceer;
19 - Hava Aktörü;
20 - Soğutma suyu temini;
21 - Mühür;
22 - Tampon hacmi;
23 - Mühür;
24 - Pistonlu Piston-Displace;
25 - Piston İtici;
26 - ÇALIŞMA PİDONUNUN YARARI;
27 - İş pistonunun gençliğinin parmağı;
28 - Piston-osilatör çubuğu;
29 - Piston-osilatörün YARM;
30 - Crankshafts.
Kırmızı arka plan - ısıtma devresi;
noktalı arka plan - Soğutma devresi

İÇİNDE modern dizayn Sıvı yakıtla çalıştırılan "Stirling" - sadece birbirleriyle bağlantıları olan üç kontur. Bu, çalışma sıvısının (genellikle hidrojen veya helyum), ısıtma konturunu ve soğutma devresinin dış çizgisidir. Isıtma konturunun temel amacı, çalışma devresinin üstünde yüksek bir sıcaklığı korumaktır. Soğutma devresi, çalışma devresinin altındaki düşük sıcaklığı destekler. Çalışma sıvısının ana hatları kapalıdır.
Çalışma gövdesinin konturu. Silindir 8'de, iki piston hareket eden 11 ve piston-osilatör 18'dir. Çalışma pistonunun hareketi, çalışma sıvısının sıkıştırılmasına neden olur, hareketi, gazın genişlemesinden kaynaklanır ve performansın eşlik ettiği yararlı iş. Piston-yerindençinin hareketi, gazın alt kısmına, soğutulmuş silindir boşluğuna sıkılmasıdır. Aşağı hareketi, gazın ısınmasına karşılık gelir. Rhombic Drive 12, dört döngü saatine karşılık gelen pistonların hareket ettiği pistonları bildirir ((bu tıklamalar diyagramda gösterilir).
Ben I. - Çalışma sıvısının soğutulması. Piston-osilatör 18, çalışma sıvısını, ısıtılmış gazın ısısının, silindirin alt, soğutulmuş kısmına yoğunlaştırıldığı rejeneratör 7 üzerinden sıkıştırarak yukarı hareket eder. Çalışma pistonu 11 NMT'de yer almaktadır.
Takt II. - Çalışma gövdesinin sıkıştırılması. Sıkıştırılmış tampon hacmi gazında depolanan enerji 22, çalışma pistonu 11 hareketi, soğuk bir çalışma gövdesi sıkıştırması ile birlikte yukarı doğru yayınlar.
III. - Çalışma sıvısını ısıtmak. Neredeyse çalışma pistonuna (11) sıkışmış piston-osilatör (18), gazın gaza geri döndüğü rejeneratör (7) boyunca sıcak alanda sıcak alanda yer değiştirir.
İnceliğini iv. - Çalışma gövdesinin genişletilmesi - bir işçi. Sıcak alanda ısıtma, gaz genişler ve yararlı bir iş çıkarır. Bazıları, soğuk çalışma sıvısının daha sonra sıkıştırılması için sıkıştırılmış tampon hacim gazında inhibe edilir. Gerisi motor millerinden çıkarılır.
Kontur ısıtma. Hava fanı havanın (19) içine enjekte edilir, 3 ısıtıcının elemanlarından geçer, ısıtar ve yakıt enjektörlerine girer. Elde edilen sıcak gazlar, çalışma sıvısının ısıtıcısının (16) borusunu (16) ısıtır, ısıtıcının (3) elemanlarının (3) akaryolur ve yakıtı yakmak için havaya ısıtılarak, çıkış 2'den atmosfere atılır.
Soğutma Anahat. Nozullar (20) içinden su, silindirin alt kısmına beslenir ve 9. soğutucunun akan kenarları, sürekli soğutur.

DVS yerine "Stirling"

Yarım asırdan önce yapılan ilk testler, Stirling'in neredeyse tamamen infüzyon olduğunu gösterdi. Karbüratör, yüksek basınçlı memeler, ateşleme sistemleri, vanalar, mumlar yoktur. Silindirdeki basınç, neredeyse 200 ATM'ye kadar yükselir, ancak bir dahili yanma motorunda olduğu gibi bir patlama değil ve sorunsuz bir şekilde. Motor susturucuya ihtiyaç duymaz. Rhomboid Kinematik Sürücü Pistonu tamamen dengelidir. Titreşim yok, düzeltme yok.
Motora bir el ekleyerek bile, çalışıp çalışmadığını belirlemek her zaman mümkün olmadığı söylenir. Bu nitelikler araba Motoru Özellikle önemli, büyük şehirlerde, gürültüyü azaltma sorunu keskindir.
Fakat başka bir kalite "Omnory". Aslında, "Stirling" sürücüsü için uygun olmayacak böyle bir ısı kaynağı yoktur. Böyle bir motorlu araba, güneşin ışınlarında bile nükleer stuel'de, Kerosen'de, Kerosen'de, Kerosen'de odun üzerinde çalışabilir. Bir miktar tuz veya oksitin erimesine depolanan sıcaklık üzerinde çalışabilir. Örneğin, 7 litre alüminyum oksitin eriyiği, 1 litre benzinin yerine geçer. Böyle bir evrensellik, yalnızca belaya giren sürücüyü her zaman kurtaramaz. O çözülecek durgunluk Göktaşları şehirler. Şehre sürüş, sürücü brülörü açar ve tanktaki tuzu erir. Şehirde, yakıt yanmaz: motor eriyik üzerinde çalışır.
Ve düzenleme? Gücü yavaşlatmak için, kapalı bir motor devresinden istenen miktarda gaz bir silindir içine serbest bırakmak yeterlidir. Otomasyon hemen yakıt beslemesini derhal azaltır, böylece sıcaklığın gaz miktarına bakılmaksızın sabit kalmasıdır. Gücü arttırmak için, gaz balondan tekrar kontura enjekte edilir.
Ancak maliyet ve ağırlık açısından, "Stirling" hala içten yanma motorları için daha düşüktür. Başına 1 l. dan. Benzinden çok daha fazlası olan 5 kg var ve dizel motorlar. Ancak bunların da iletilmeyen ilk olduğunu unutmamalıyız. yüksek derece Modelin mükemmellikleri.
Teorik hesaplamalar, diğer şeylerin eşit olduğu, "Stirling" ile daha küçük basınç gerektirdiğini göstermektedir. Bu önemli bir saygınlıktır. Ve eğer daha fazlası varsa yapıcı AvantajlarOtomotiv endüstrisinde içten yanmalı motorların en korkunç rakibi olacaklar. Ve hiç bir türbin değil.

GM'den "Stirling"

Buluşundan 150 yıl sonra başlayan harici yanma motorunun iyileştirilmesi konusunda ciddi çalışma, zaten meyvelerini getirmiştir. Şekillendirici döngüsü için çeşitli tasarım seçenekleri önerilmiştir. Pistonların konturunu düzenlemek için eğimli bir yıkayıcı olan motor projeleri vardır, bir döner motor patentlidir, diğerinde, diğerlerinde, genleşme ve besleme ve ısı dağılımı içinde gerçekleştiği döner bölümlerden birinde patentlidir. Bağlantı boşlukları. Maksimum basınç 220 kg / cm2'ye ulaşan bireysel numunelerin silindirlerinde ve ortalamayı etkili baskı - 22 ve 27 kg / cm 2 veya daha fazla. Ekonomitivite 150 g / hp / saate getirilir.
General Motors, 1970'lerde geleneksel bir krank bağlanma mekanizması ile V şeklinde bir "Stirling" inşa ettiği en büyük ilerlemeye ulaştı. Bir silindir çalışıyor, diğeri bir sıkıştırma. İşçi sadece çalışan bir pistondur ve piston-yer değiştirici bir sıkıştırma silindirindedir. Silindirler arasında ısıtıcı, rejeneratör ve soğutucu var. Faz kaydırma açısı, başka bir deyişle, bir silindirin gecikmesinin diğerinden açısı, bu "Stirling" 90 ° 'dir. Bir pistonun hızı, diğerinin hızının sıfır olduğu anda maksimum olmalıdır (üst ve alt ölü noktalarda). Fazların pistonların hareketindeki kayması, silindirlerin 90 ° 'lik bir açıyla konumu ile gerçekleştirilir. Yapıcı olarak, bu en kolay "STROMING". Ancak, dengede eşkenar dörtgen krank mekanizması ile motorun aşağısıdır. Ataletin kuvvetlerinin tam dengesi için V-motoru Silindirlerinin sayısı iki ila sekiz arasında arttırılmalıdır.

V-şekilli "Stirling" şematik diyagramı:
1 bir çalışma silindiridir;
2 - çalışan piston;
3 - ısıtıcı;
4 - rejeneratör;
5 - Isı yalıtım kaplini;
6 - Soğutucu;
Şekil 7, bir sıkıştırma silindiridir.

Böyle bir motordaki çalışma döngüsü aşağıdaki gibi gelir.
Çalışma silindirinde 1 gaz (hidrojen veya helyum) ısıtılır, diğerinde, sıkıştırma 7 - soğutulur. Piston silindir 7'de hareket ettiğinde, gaz sıkıştırılır - sıkıştırma inceliği. Şu anda, silindir 1'deki pistonun 2'yi aşağı doğru hareket ettirmeye başlar. Soğuk silindirin 7'sinden olan gaz, sıcak 1'e akar, soğutucu 6, rejeneratör 4 ve ısıtıcı 3 - ısıtma dokunma. Sıcak gaz, silindir 1'de genişler, iş yapma, - Genişletme İnceliği. Piston 2 silindir 1'de hareket ettiğinde, gaz rejeneratör 4 ve soğutucu (6) silindir 7 - soğutma inceliğine pompalanır.
Böyle bir şema "Stirling" tersine çevirmek için en uygundur. Isıtıcının birleştirilmiş mahfazasında, rejeneratör ve soğutucu (daha sonra tartışılacak) damperler bunun için yapılır). Onları bir aşırı konumdan diğerine tercüme ederseniz, soğuk silindiri sıcak ve sıcak soğuk olacak ve motor ters yönde döner.
Isıtıcı, çalışma gazının geçtiği, ısıya dayanıklı paslanmaz çelikten bir tüp dizidir. Tüpler, çeşitli sıvı yakıtları yakmak için uyarlanmış brülörün alevi ile ısıtılır. Isıtılmış gazdan gelen ısı, rejeneratörde rezervlerdir. Bu düğüm, yüksek verimlilik için çok önemlidir. Bir ısıtıcıya göre yaklaşık üç kat daha fazla ısı iletilecekse amacını yerine getirir ve işlem 0,001 saniyeden az sürer. Bir kelimeyle, bu, yüksek hızlı bir ısı bataryasıdır ve rejeneratör ile gaz arasındaki ısı transfer hızı saniyede 30.000 derecedir. Verimliliği 0,98 birim olan rejeneratör, bir tel silindirinden (tel çapı 0.2 mm) yapılan birkaç rondelanın sırayla yerleştirildiği silindirik bir mahfazadan oluşur. Bundan ısıtmak için, buzdolabı iletilmez, bu birimler arasına termal yalıtım bağlantısı takılmıştır. Son olarak, soğutucu. Boru hattındaki bir su gömleği şeklinde yapılır.
"Stirling" gücü, çalışma gazının basıncını değiştirerek düzenlenir. Bu amaçla, motor bir gaz silindiri ve özel bir kompresör ile donatılmıştır.

Avantajlar ve dezavantajlar

Arabalarda "Stirling" kullanımı için beklentileri değerlendirmek, avantajlarını ve dezavantajlarını analiz eder. En önemlilerinden biriyle başlayalım. termal motor "Stirling" için sözde teorik verimlilik parametreleri, aşağıdaki formülle belirlenir:

η \u003d 1 - TX / TG

Η - verimliliği, TX - soğuk hacminin ve TG'nin sıcaklığı "sıcak" birimin sıcaklığıdır. Bu parametreyi "Stirling" - 0.50'de ölçün. Bu, teorik verimin 0,28'e eşit olduğu en iyi gaz türbinlerinden, benzinli ve dizel motorlardan çok daha fazlasıdır; 0.30; 0.40.
Harici bir yanma motoru olarak. Stirling "üzerinde çalışabilir farklı yakıtlar: Benzin, gazyağı, dizel, gazlı ve hatta katı. Cetan olarak yakıtın bu özellikleri ve oktan numarası, kül, çöplük sıcaklığı motor silindirinin dışında yanarken, Stirling için önemli değil. Böylece farklı yakıtlar üzerinde çalışması için, büyük değişiklikler için gerekli değildir - sadece brülörü değiştirin.
Yanma, 1,3'e eşit bir sabit havanın sabit bir katsayısı ile sabit bir şekilde aktığı harici yanma motoru. İçten yanmalı motordan, karbon monoksit, hidrokarbonlar ve azot oksitlerinden önemli ölçüde daha az vurgulamaktadır.
Küçük "Stirling" gürültüsü, düşük bir sıkıştırma derecesi ile açıklanmaktadır (1,3 ila 1.5). Silindirdeki basınç, bir benzin veya dizel motordaki gibi bir patlama değil, pürüzsüzce yükselir. Mezuniyet yolundaki gaz kolonundaki dalgalanmaların olmaması, "Phillips" tarafından geliştirilen motorun testleri tarafından onaylanan egzozun fizibilitesini, otobüs için FORD ile birlikte.
Stirling, silindirdeki aktif maddelerin yokluğu ve nispeten düşük çalışma gazı sıcaklığının yokluğu nedeniyle düşük yağ tüketimi ve yüksek aşınma direnci ile karakterize edilir ve güvenilirliği, karmaşık olmadığı için bize bilinen içten yanmalı motorlarınkinden daha yüksektir. gaz dağıtım mekanizması.
Bir araba motoru olarak "Stirling" nin önemli avantajı, değişiklikleri yüklemek için uyarlanabilirlik arttırılır. Örneğin, şanzımandaki adımların sayısını azaltmanın mümkün olduğu, örneğin bir karbüratör motorundan yüzde 50 daha yüksektir. Ancak, bir buhar arabasındaki debriyaj ve şanzımanın tamamen terk edilmesi imkansızdır.
Ama neden bu kadar açık avantajlara sahip motor hala pratik uygulama bulamadı? Sebep basittir - çok şaşkın kusur var. Bunlar arasında, yönetim ve düzenlemede büyük bir zorluktur. Ayrıca etrafta dolaşmak bu kadar kolay olmayan ve tasarımcılar ve üretim işçilerini de çok kolay değildir. - Özellikle, pistonların yüksek basınca dayanması gereken (200 kg / cm2'ye kadar) ve yağın girmesini önleyen çok etkili contalara ihtiyacı vardır. Çalışma boşluğu. Her durumda, "Phillips" şirketinin 25 yıllık çalışması, motorunun bitiminde "Phillips", otomobillerde kitle uygulamaları için uygun hale getiremedi. Eşit derecede önemli karakteristik özellik "Stirling", çok miktarda ısıyı soğutma suyuyla yönlendirmenin ihtiyacıdır. İçten yanmalı motorlarda, ısının önemli bir kısmı harcanan gazlarla birlikte atmosfere atılır. Sterling'de, yakıtın yanması sırasında elde edilen ısının sadece yüzde 9'u egzozda gerçekleşir. Eğer içeride benzinli motor Soğutma suyu İçten yanmalı,% 20 ila 25'ten ısıtın, daha sonra yüzde 50'ye kadar olan "Stirling" de verilir. Bu, böyle bir motorlu aracın, benzer bir benzin motorundan yaklaşık 2-2.5 kat daha fazla bir radyatör olması gerektiği anlamına gelir. "Stirling" eksikliği, ortak iç yanma sistemine göre yüksek oranıdır. Oldukça önemli bir eksi, hızı arttırmanın zorluğudur: Zaten 3600 rpm'de hidrolik kayıpları önemli ölçüde arttırır ve ısı değişimi daha kötüdür. En sonunda. "Stirling" aşağılıktır normal motor tarafından Alıcıda içten yanmalı.
Otomotiv "Stirling" nin oluşturulması ve bitirilmesi, yolcu arabaları, devam et. Şu anda temel sorunların çözüldüğünü varsayabiliriz. Ancak, bitişte bir sürü şey. Işık alaşımlarının kullanımı, motorun oranı ile azaltılabilir, ancak yine de daha yüksek olacaktır. motor içten yanmasından daha fazlası nedeniyle yüksek basınç çalışma gazı Muhtemelen dış yakma motoru öncelikle kullanılacak kamyonlar, özellikle de askeri - kalıntıları için izinleri sayesinde.

Bu makale, on dokuzuncu yüzyılda Patentli, İskoçta bir rahip stirlingiyle patentlidir. Tüm selefler gibi, harici bir yanma motoruydu. Sadece onundan diğer arasındaki fark, çalışabileceği ve benzin ve akaryakıt ve hatta köşe ve yakacak odun üzerinde olmasıdır.

XIX yüzyılda, buhar motorlarının daha güvenli bir şeyle değiştirme ihtiyacı vardı, çünkü kazanlar genellikle buhar basıncı ve bazı ciddi yapıcı kusurlar nedeniyle patladı.

İyi bir seçenek, 1816'da İskoç rahip Robert Stirling'te patentli olan harici yanma motoruydu.

Gerçek, "sıcak hava motorları", XVII yüzyılda bile daha önce yapıldı. Ancak Stirling, kuruluma bir temizleyici ekledi. Modern bir anlayışta - rejeneratör.

Çalışma gövdesinin soğutulduğu anda, arabanın ılık bölgesindeki ısıyı korurken kurulum performansını yükseltti. Bu, sistemin verimliliğini önemli ölçüde arttırdı.

Buluş geniş pratik uygulama buldu, kaldırma ve gelişme aşaması vardı, ama sonra Stirlingler haksız yere unutuldu.

Yerleştirmek için yol verdiler buhar makineleri ve içten yanmalı motorlar ve yirminci yüzyılda tekrar yeniden doğdu.

Bu dış yanmama ilkesinin kendisinde çok ilginç olması nedeniyle, bugün ABD, Japonya, İsveç'teki en iyi mühendis ve sevenler yeni modeller oluşturmak için çalışıyor.

Harici yanma motoru. Çalışma prensibi

"Stirling" - daha önce de belirttiğimiz gibi, harici yanma motorunun çeşitliliği. Çalışmalarının temel prensibi, çalışma sıvısını kapalı bir alanda ve enerji elde etmenin, çalışma gribinin hacminin değişmesi nedeniyle, kapalı bir alanda ve enerji elde etmenin sabit bir alternasyonunda yatmaktadır.

Kural olarak, çalışma gribi havadır, ancak hidrojen veya helyum kullanılabilir. Prototiplerde, azot dioksit, frenler, sıvılaştırılmış propan-bütan ve hatta su denendi.

Bu arada, tüm termodinamik döngü boyunca su sıvı durumundadır. Sıvı bir çalışma sıvısıyla "Stirling" kendisi kompakt bir boyutlara, yüksek özel güç ve yüksek çalışma basıncına sahiptir.

Stirling Türleri

Üç klasik Stirling motor tipi vardır:

Uygulama

Stirling motoru, basit, kompakt bir termal enerji dönüştürücüsü gerekirse veya diğer termal araçların etkinliği aşağıdaysa, örneğin, sıcaklık farkı gaz kullanımı için yetersizse veya.

İşte belirli kullanım örnekleri:

• Zaten bugün turistler için özerk jeneratörler var. Gaz brülöründen çalışan modeller var;

NASA, nükleer ve radyoizotop ısı kaynaklarından çalışan "Stirling" jeneratörünün bir varyantını emretti. Uzay seferlerinde kullanılacak.

• "Stirling" pompa sıvısına "motor pompasını" takmak için çok daha kolaydır. Çalışan bir piston olarak, aynı zamanda çalışma sıvısını soğutacak olan pompalanan sıvıyı kullanabilir. Pompa, güneş ısısını kullanarak sulama kanallarında su ile cezalandırılabilir, güneş kollektöründen eve sıcak su besleyin, pompa kimyasal reaktifler, sistem tamamen mühürlendiğinden;
• Ev buzdolapları üreticileri "Stirling" üzerine modeller tanıtıyor. Ekonomik olacaklar ve sıradan hava soğutucu olarak bekleniyor;
• Bir termal pompalı birleştirilen Stirling, evdeki ısıtma sistemini optimize eder. "Soğuk" silindirin bir cazibesini verecek ve ortaya çıkan mekanik enerji, ortamdan gelen ısıyı değiştirmek için kullanılabilir;
• Bugün, Stirling motorları, Donanma İsveç'in tüm denizaltılarına kurulur. Sıvı oksijen üzerinde çalışırlar, bu da nefes almak için kullanılır. Bir tekne, düşük gürültü seviyesi için çok önemli bir faktör ve türün dezavantajları: "Büyük Boy", "Soğutma ihtiyacı" - denizaltı koşullarında anlamlı değildir. Benzer kurulumlar "Sori" tipinin en son Japon denizaltılarıyla donatılmıştır;
• Stirling motoru, güneş enerjisini elektriksel olarak dönüştürmek için kullanılır. Bunun için parabolik aynanın odağına monte edilir. Stirling güneş enerjisi, ayna başına 150 kW'a kadar olan bir kapasiteli güneş kolektörleri oluşturur. Güney Kaliforniya'daki dünyanın en büyük güneş enerjisi santralinde kullanılırlar.

Avantajlar ve dezavantajlar

Modern tasarım ve üretim teknolojisi düzeyi, "Stirling" verimliliğini yüzde 70'e kadar artırmanıza olanak sağlar.

• Şaşırtıcı olan, motor torku pratik olarak krank milinin dönme hızından bağımsızdır;
• Güç kurulumu, ateşleme sistemleri, valf sistemi ve eksantrik mili içermez.
• Servis ömrü boyunca, ayarlamalara ve ayarlara ihtiyacınız yoktur.
• Motor "duraklamıyor" ve tasarımın sadeliği, uzun süre çevrimdışı çalışmasını sağlar;
• Herhangi bir termal enerji kaynağını, yakacak odundan Uranyum yakıtına kadar kullanabilirsiniz.
• Yakıt yanması, motorun dışında meydana gelir; bu, toksik maddelerin emisyonlarını acele edin ve en aza indirgemeye katkıda bulunur.

• Yakıt motorun dışına yandığından, ısı giderilmesi radyatör duvarlarından geçer ve bunlar ek boyutlardır;
• Malzeme tüketimi. Bir karıştırma makinesi kompakt ve güçlü, pahalı ısınmaya dayanıklı çelik yapmak için, yüksek çalışma basıncına dayanabilecek ve düşük termal iletkenliğe sahip olması;
• Özel bir yağlayıcıya ihtiyacınız var, her zamanki "Stirling" için uygun değil, yüksek sıcaklıklar;
• Yüksek özel güç elde etmek için, "Stirlingler" deki çalışma sıvısı hidrojen ve helyum kullanılır.

Hidrojen patlama tehlikesi ile ayırt edilir ve yüksek sıcaklıklarda metal hidritleri oluşturarak metallerde çözülebilir. Başka bir deyişle, motor silindirleri imha edilir.

Ve hatta hidrojen ve helyum bile yüksek nüfuz edici bir yeteneğe sahiptir ve sızdırmazlıkları kolayca sızdırmaz, çalışma basıncını düşürür.

Eğer makalemizle tanıştıysanız, bir cihaz satın almak istiyorsanız, harici bir yanma motoru, en yakın mağazaya girmeyin, böyle bir şey satılık değildir, alas ...

Kendilerini, bu aracın iyileştirilmesine ve uygulanmasıyla meşgul olanları anlarsınız, gelişimlerini gizli tutun ve sadece katı alıcılara satarlar.

Bu videoyu izleyin ve kendin yap.

Stirling motoru, operasyon ilkesi, Rusya Federasyonu'nun tümü için normalden niteliksel olarak farklı olan, bir zamanlar son layık rekabete sahipti. Ancak, bir süredir onu unuttum. Bu motor bugün kullanıldığı için, eyleminin ilkesi nedir (makalede, Stirling Motorun çizimlerini de bulabileceğiniz, işini açıkça gösterebilir) ve gelecekte kullanım için umutlar nelerdir, aşağıda okunur.

Tarih

1816'da İskoçya'da, Robert Stirling bugün mucitinin onuruna patentlendi. İlk sıcak hava motorları bundan önce icat edildi. Ancak Stirling, cihaza bir temizleyici ekledi, bu da teknik literatürde rejeneratör veya bir ısı eşanjörü olarak adlandırılır. Bundan dolayı, üniteyi sıcaklıkta tutarken motor performansı arttı.

Motor, o zamandan beri o zamandan beri en sağlam buhar makinesini tanıdı. Ondan önce, diğer motorlarda, böyle bir sorun sık sık gerçekleşti. Hızlı başarıya rağmen, yirminci yüzyılın başında, diğer motorlar tarafından ortaya çıkan diğer içten yanmalı motorlarıyla karşılaştırıldığında, daha az ekonomik hale geldiği için gelişiminden terk edildi. Ancak, Stirling bazı endüstrilerde kullanılmaya devam etti.

Motor harici yanma

Tüm termal motorların çalışma prensibi, genişletilmiş bir durumda gaz elde etmek için büyük mekanik çabaların gerektiği kadar soğuk olmasıdır. Bunun görsel bir gösterimi için, bir şişenin yanı sıra soğuk ve sıcak su ile doldurulmuş iki tencere ile deneyim geçirebilirsiniz. Sonuncusu soğuk suya indirilir, fişi takın, sonra sıcak'a aktarılır. Aynı zamanda, şişedeki gaz mekanik çalışma yapmaya ve fişi kesmeye başlayacaktır. İlk harici yanma motoru bu işlem tamamen dayanıyordu. Doğru, sonra mucit, ısınmanın bir kısmının ısıtma için kullanılabileceğini anladı. Böylece, performans önemli ölçüde artmıştır. Ama bu bile motorun ortak olmasına yardımcı olmadı.

Daha sonra, İsveç'ten gelen Erickson, tasarımı geliştirdi, soğutma ve gazın hacim yerine sabit bir basınçta ısıtması. Sonuç olarak, birçok kopya madenlerde, gemilerde ve matbaalarda çalışmak için kullanılmaya başladı. Ama mürettebat için onlar çok ağırdı.

Philips Harici Yanmalı Motorlar

Bu tür motorlar aşağıdaki türlerdir:

• buhar;
• parroid Türbini;
• Stirling.

İkinci görünüm, hafif güvenilirlik nedeniyle gelişmedi ve diğer agrega türlerine kıyasla en yüksek fiyatlar ortaya çıkmadı. Ancak, 1938'de Philips çalışmaya devam etti. Motorlar, inelektrik alanlarda jeneratörlerin sürücüleri için hizmet vermeye başladı. 1945'te, şirketin mühendisleri onları ters kullanım buldu: Şaft bir elektrik motoru tarafından kaldırılırsa, silindir kafasının soğutulması, eksi yüz doksan derece santigrat dereceye gelir. Daha sonra soğutma tesislerinde daha iyi bir Stirling motoru uygulamaya karar verildi.

Çalışma prensibi

Motor aksiyonu, farklı sıcaklıklarda sıkıştırma ve genişlemenin meydana geldiği termodinamik döngülerde yatmaktadır. Aynı zamanda, çalışma sıvısı akışının düzenlenmesi, değişken hacim (veya modele bağlı olarak) nedeniyle uygulanır. Bu, çoğunluğun eserinin ilkesidir. benzer makinelerfarklı fonksiyonlar ve yapıcı şemalara sahip olabilir. Motorlar piston veya döner olabilir. Tesisatları ile makineler ısı pompaları, buzdolabı, basınç jeneratörleri vb. Olarak çalışır.

Ek olarak, akış kontrolünün vana ile uygulandığı açık döngüye sahip motorlar vardır. Schirling adının genel adı hariç, Erikson motorları olarak adlandırılır. DVS'de faydalı iş Önceden hava, yakıt enjeksiyonu, karışımın karışımını yanma ve genişleme ile ısıtma işleminden sonra gerçekleştirilir.

Stirling Motor Çalışma prensibi aynıdır: Düşük sıcaklıklarda, sıkıştırma meydana gelir ve yüksek genişleme ile oluşur. Ancak farklı şekillerde ısıtma yapılır: ısı, silindir duvarından dışarıdan sağlanır. Bu nedenle, dış yanma motorunun adını aldı. Stirling, yer değiştirme pistonu ile sıcaklıkta periyodik değişim kullandı. İkincisi, gazı bir silindir boşluğundan diğerine taşır. Bir yandan, sıcaklık sürekli düşük ve diğer - yüksek. Pistonun hareket ettiğinde, gaz sıcaktan soğuk boşluğa doğru hareket eder ve aşağı - sıcak'a döner. İlk olarak, gaz buzdolabına çok fazla ısı verir ve daha sonra ısıtıcıdan verdiğim kadarıyla alır. Isıtıcı ile buzdolabı arasına bir rejeneratör yerleştirilir - gazın ısı verdiği malzemeyle dolu boşluk. Ters rota ile rejeneratör geri döner.

Yer değiştirme sistemi, soğukta bir çalışan pistonun sıkıştırılması ve ılık genişletilmesine izin verir. Daha düşük bir sıcaklıkta sıkıştırma nedeniyle, faydalı işler oluşur. Tüm sistem, aralıklı hareketler sırasında dört döngü geçer. Bu durumda krank bağlanma mekanizması süreklilik sağlar. Bu nedenle, döngünün aşamaları arasındaki keskin sınırlar gözlenmez ve Stirling azalmaz.

Yukarıdakilerin hepsini göz önüne alındığında, bu motorun, çalışma sıvısının kapalı alandan çıkmadığı ve değiştirilmemesi durumunda, harici bir ısı kaynağına sahip bir piston makinesi olduğunu göstermektedir. Stirling motor çizimleri, cihazı ve eyleminin ilkesini iyi gösterir.

İşin detayları

Güneş, elektrik, nükleer enerji veya başka bir ısı kaynağı, Stirling motoruna enerji sağlayabilir. Vücudunun ilkesi helyum, hidrojen veya hava kullanmaktır. İdeal çevrim, yüzde otuz ila kırkaya eşit derecede mümkün olan verime sahiptir. Ancak etkili bir rejeneratör ile daha fazla çalışabilecek yüksek verim. Yenileme, ısıtma ve soğutma, yağsız çalışan yerleşik ısı eşanjörleri sağlar. Motor yağlayıcılarının çok az ihtiyacı olduğu belirtilmelidir. Silindirdeki ortalama basınç genellikle 10 ila 20 MPa'dır. Bu nedenle, mükemmel bir sızdırmazlık sistemi ve işçi giren petrol olasılığı vardır.

Karşılaştırmalı Özellikler

Bu tür motorların çoğu bugün kullanılıyor, sıvı yakıt kullanılır. Aynı zamanda, emisyonları azaltmaya yardımcı olan sürekli basınç kontrolü kolaydır. Valflerin yokluğu sessiz çalışma sağlar. Kütle ile güç, turboşarjlı motorlarla karşılaştırılabilir ve çıkışta elde edilen spesifik güç göstergeye eşittir. dizel agrega. Hız ve tork birbirine bağlı değildir.

Motor üretiminin maliyeti motordan çok daha yüksektir. Ancak çalıştırırken ters şekilde döner.

Faydalar

Herhangi bir Stirling Motor modeli birçok avantaja sahiptir:

• Modern tasarımdaki verimlilik yetmiş ilgiye ulaşabilir.
• Motorda sistem yok yüksek Gerilim Kontak, dağıtım vala ve vanalar. Hizmet ömrü boyunca ayarlanması gerekmez.
• Sıralarda, krank mili, yatakları ve bağlantı çubuklarını büyük ölçüde yükleyen içten yanmalı motorda olduğu gibi bir patlama yoktur.
• "Motor durağını" söylerken etkisi yoktur.
• Cihazın basitliği nedeniyle, uzun süre çalıştırılabilir.
• Hem yakacak odun hem de nükleer ve başka bir yakıt tipi ile çalışabilir.
• Yanma motorun dışında gerçekleşir.

Dezavantajları

Uygulama

Şu anda, jeneratörlü Stirling motor birçok alanda kullanılır. Bu, buzdolabı, pompalar, denizaltılarda ve güneş enerjili elektrik istasyonlarında evrensel bir elektrik enerjisi kaynağıdır. Uygulama sayesinde çeşitli tiplerde Yakıt geniş kullanımı için kullanılabilir.

Canlanma

Bu motorlar Philips sayesinde tekrar gelişmeye başladı. Yirminci yüzyılın ortasında, genel motorlar onunla sonuçlandı. Uzayda ve su altı cihazlarındaki STIRLING'lerin gemilerde ve otomobillerde kullanımı için gelişimine yol açtı. Onları takip eden İsveç'ten başka bir şirket, birleşik Stirling, olası kullanım da dahil olmak üzere gelişmelerine katılmaya başladı.

Bugün doğrusal motor Stirling, sualtı, kozmik ve güneş aparatlarının kurulumlarına uygulanır. Buna büyük ilgi, kötüleşen çevresel durumun yanı sıra gürültüye karşı mücadelenin yanı sıra. Kanada ve ABD'de, Almanya ve Fransa'da ve Japonya, kullanımının geliştirilmesi ve geliştirilmesi için aktif arama.

Gelecek

Büyük bir iş kaynağında, farklı yakıt, sessizlik ve düşük toksisitenin kullanımı, dahili yanma motorunun arka planına karşı çok umut verici hale getiren pistonlu ve Stirling'in açık avantajları. Bununla birlikte, buzun zaman boyunca iyileştirildiği gerçeğini dikkate alarak kolayca yerinden edilemez. Bir yol ya da başka, bugün böyle bir motorun önde gelen bir pozisyonunu işgal ettiğini ve yakın gelecekte onları almak niyetinde değiller.

Dış yanma motorları

Enerji tasarrufu programının uygulanmasının önemli bir unsuru, özerk elektrik kaynakları ve küçük konut varlıklarının ısısı ve merkezi tüketicilerin merkezi ağlarından uzaklık sağlamaktır. Bu görevleri çözmek için, harici yanma motorlarına dayanarak elektrik ve ısı üretmek için yenilikçi kurulumlar en uygundur. Yakıt olarak, her iki geleneksel yakıtlar da kullanılabilir ve petrol gazı, ahşap cipslerden elde edilen biyogaz, vb.

Son 10 yılda, fosil yakıtlar için artan fiyatlar, CO2 emisyonlarına, fosil yakıtlara bağlı olarak durma arzusunun yanı sıra, fosil yakıtlara bağlı olarak ve kendisini enerji ile tamamen sağlamak için artan bir arzunun yanı sıra artan bir arzu. Bu, biyokütle enerjisi üretebilen büyük bir teknoloji pazarının gelişmesinin bir sonucudur.

Harici yanma motorları, 1816'da neredeyse 200 yıl önce icat edildi. Buhar motoruyla birlikte, iki ve dört zamanlı bir içten yanmalı motor, harici yanma motorları, ana motor türlerinden biri olarak kabul edilir. Buhar motorundan daha güvenli ve daha verimli olan motorlar oluşturmak için tasarlandı. 18. yüzyılın başında, uygun malzemelerin eksikliği, buhar motorlarının patlamaları nedeniyle sayısız ölüme yol açtı.

Dış yakma motorları için önemli piyasa, özellikle, özellikle, yetenekli operatörlere ihtiyaç duymadan güvenli bir şekilde çalıştırılabilecekleri daha küçük uygulamalar nedeniyle, 18. yüzyılın ikinci yarısında kurulmuştur.

18. yüzyılın sonundaki iç yanma motorunun icadından sonra, dış yanma motorları için piyasa kayboldu. Dış yanma maliyetine kıyasla bir içten yanmalı motor üretme maliyeti daha düşüktür. İçten yanma motorlarının ana dezavantajı, çalışmaları için temizlemek, fosil yakıt, CO2 emisyonlarını arttırmak, yakıt sağlamak için gereklidir. Bununla birlikte, yakın zamana kadar fosil yakıtların maliyeti düşüktü ve CO2 emisyonları dikkatini sürdürmedi.

Harici yanma motorunun prensibi

Yaygın olarak bilinen içten yanma işleminin aksine, yakıtın motorun içinde yandığı, harici yanma motoru harici bir ısı kaynağı tarafından tahrik edilir. Veya daha kesin olarak, harici ısıtma ve soğutma kaynakları tarafından oluşturulan sıcaklık farkları ile güçlendirilir.

Bu dış ısıtma ve soğutma kaynakları, sırasıyla biyokütle ve soğutma suyunun egzoz gazlarına hizmet edebilir. İşlem, enerjinin üretildiği motora monte edilmiş jeneratörün bir dönüşüne yol açar.

Tüm içten yanmalı motorlar sıcaklık farklılıklarıyla güçlendirilmiştir. Benzin dizel motorlar Ve dış yakma motorları, soğuk havayı sıkıştırmak için sıcak havayı sıkıştırmaktan daha az çaba gösteren özelliklere dayanır.

Benzin ve dizel motorlar soğuk havayı emer ve bu havayı, silindirin içinde meydana gelen içten yanma işleminde ısıtılmadan önce sıkıştırır. Pistonun üstündeki havayı ısıtdıktan sonra, piston aşağı doğru hareket eder, böylece havanın genişler. Hava sıcak olduğundan, pistonun çubuğuna etki eden kuvvet harika. Pistonun dibe geldiğinde, valfler açık ve sıcak egzozlar yeni, taze, soğuk hava ile değiştirilir. Pistonun yukarı doğru hareket ettiğinde, soğuk hava sıkıştırılır ve piston çubuğuna etki eden kuvvet, aşağı doğru hareket ettiğinden daha azdır.

Harici yanma motoru, biraz farklı bir prensibe göre çalışır. Vanayı yoktur, hermetik olarak mühürlenir ve hava ısıtılır ve sıcak ve soğuk devrenin ısı eşanjörlerinin yardımı ile soğutulur. Pistonun hareketi tarafından tahrik edilen yerleşik pompa, orada hava hareketi sağlar ve bu iki ısı eşanjörü arasında geri döner. Havanın soğuk devrenin ısı değişimi aparatındaki soğutması sırasında, piston havayı sıkıştırır.

Sıkıştırma işleminden sonra, hava sıcaklığının ısı değişim aparatı içerisinde ısıtılır, piston ters yönde hareket etmeye başlamadan önce, motoru harekete geçirmek için sıcak havanın uzatılmasını kullanın.

Kalan elektrik santrallerini itti, ancak bu agregaları kullanmayı reddetmeyi amaçlayan çalışmalar, önde gelen pozisyonların yakın değişikliğini göstermektedir.

Teknik ilerlemenin başlangıcından bu yana, içerideki yakıt yakan motorları kullanırken, sadece üstünlükleri açık değildi. Buhar motoruBir rakip olarak, birçok avantaj içerir: Çekiş parametreleri ile birlikte, sessiz, omnivorous, kolayca kontrol edilir ve yapılandırılmıştır. 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, motoru işleten dış kaynaklar Sıcaklık. 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 arttırılması, tüm bileşenlerin tüm bileşenlerinin olduğu, ısıtma derecesi, madde tarafından işgal edilen alanın değeri, birim alan başına hareket eden kuvvetin değeridir. 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 Phenomenalar:

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 azalır, soğutulmuş maddeyi, yararlı işleri sıkıştırır. 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.

Biraz elektrik santralleri Ana motor türlerine benzemeyin:

• 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, iki milimetreyi, koruma çemberinin iç çapından daha küçük bir çapla kesin. 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, ısıtma sistemlerinin konturunda kurulum için kullanılır, elektrik enerjisi tasarrufu sağlar.

• 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.