Stirling motor - način delovanja. Stirlingov motor pri nizkih temperaturah (foto)

Stirling motor, načelo, ki se kvalitativno razlikuje od običajnega za vse motor z notranjim zgorevanjem, je bil nekoč last tekmovati. Vendar pa je nekaj časa pozabil na to. Ker se danes uporablja ta motor, kar je načelo njenega delovanja (v članku so na voljo tudi motorna Stirlingov risbe, ki prikazujejo njegovo delo), in kakšni so obeti za prihodnjo uporabo, si oglejte spodaj.

zgodba

Leta 1816 je bil Robert Stirling na Škotskem patentiran toplotni motor, imenovan danes v čast izumitelju. Prvi letalski motorji vroče so izumili pred njim. Vendar Stirling doda čistilca naprave, ki je v strokovni literaturi, ki se imenuje regenerator ali toplotni izmenjevalnik. Zahvaljujoč njemu, poveča zmogljivost motorja, medtem ko imajo enote v toploto.

Motor priznala najbolj trpežne parni stroj na voljo v času, odkar je ni eksplodiral. Pred njim, drugi motorji tak problem pojavlja pogosto. Kljub zgodnji uspeh, v začetku dvajsetega stoletja, je njegov razvoj zmanjšala, saj je postala manj stroškovno učinkovit v primerjavi z nastajajočimi tedanjimi za motorje z notranjim izgorevanjem in elektromotorja. Vendar pa je Stirling še vedno uporablja v nekaterih panogah.

motor z zunanjim zgorevanjem

Princip delovanja vseh toplotnih motorjev je, da so velike mehanske sile kot s hladnim stiskanjem v razširjenem stanju za plin je potrebno. Za dokazovanje te izkušnje se lahko izvede z dvema lonce napolnjene s hladno in toplo vodo, kot tudi steklenico. Slednji se potopi v hladni vodi, vtični cevi, nato prenesemo v vroče. Ko je plin v steklenici začne za opravljanje mehanskega dela in izvrže vtič. motor najprej z zunanjim zgorevanjem, ki temelji na procesu v celoti. Vendar pa je kasneje izumitelj spoznal, da se toplota lahko uporabimo za ogrevanje. Tako je učinkovitost znatno povečala. Toda tudi to ni pomagalo, da se motor postane zelo razširjena.

Kasneje Erickson, inženir iz Švedske, izboljšana zasnova ponudbo hlajen in ogrevan plina pri konstantnem tlaku namesto prostornine. Kot rezultat, veliko kopij se je začelo uporabljati za delo v rudnikih, na ladjah in v tisku. Ampak za posadke, so bili pretežki.

Zunanji Motorji z notranjim zgorevanjem od Philips

Ti motorji so naslednjih tipov:

• pare;
• parna turbina;
• Stirling.

Slednja ni razvila zaradi nizke zanesljivosti in drugi niso najvišje stopnje v primerjavi z drugimi vrstami enot pojavil. Vendar pa je leta 1938, je Philips nadaljevala delo. Motorji so se uporablja za pogon generatorjev v neelektrofitsirovannyh področjih. Leta 1945 so se inženirji podjetja ugotovila, da so drugače uporabiti: če se gred vrti elektromotor, hlajenje glave pride do minus 190 stopinj Celzija. Nato je bilo odločeno, da se uporabljajo v hladilnih sistemih izboljšala Stirling motor.

Princip delovanja

Delovanje motorja mora delovati na krožna sprememba, pri kateri se pojavlja na različnih stiskanje temperature in širitev. Tako deluje regulacija fluid tok realiziran s spreminjanjem volumna (ali pritiska - odvisno od modela). To je načelo večine teh naprav, ki imajo lahko različne funkcije in shem oblikovanja. Motorji so lahko z izmeničnim ali vrtilnim. Stroji z enotami delujejo kot toplotne črpalke, hladilniki, tlačni generatorji in tako naprej.

Poleg tega, da so odprte cikla motorji, kjer je regulacija pretoka realizirani skozi ventile. Ki se imenujejo motorji Erickson, poleg skupnim imenom ime Stirling. ICE koristno delo se izvaja po predhodnem stiskanje za vpihavanje zraka in goriva, ogrevanje dobljeno zmes zmešamo z zgorevanjem in ekspanzijo.

Delovni motorja princip Stirlingov je enak: pri nizki temperaturi stisnemo in pri visoki - ekspanzijo. Vendar pa se razlikuje segrevanje izvaja: toplota dovaja od zunaj skozi steno valja. Zato se je imenoval motor z zunanjim zgorevanjem. Stirling uporabimo periodično spremembo temperature s premikom bata. Zadnja plin premika od enega valja komore v drugo. Na eni strani nenehno nizke temperature, in na drugi strani - visoka. Pri premikanju bata navzgor plinov premika iz vročega na hladno votlino in navzdol - nazaj v vroče. Prvi plin daje veliko toplote v hladilnik, nato pa iz grelnika toliko, kot je dal dobi. Med grelnik in hladilnik nahaja regeneratorjem - votlini napolnjena z materialom, ki daje plin oddaja toploto. V regeneratorja obratnem toka jo vrne.

Sistem potisno sredstvo je povezan z batom komprimiranje plina v hladnem in omogoča širitev v toploto. S stiskanjem pri nižji temperaturi koristno delo. Celoten sistem deluje štiri cikle, s prekinitvami gibanja. Ročica mehanizem tako zagotavlja kontinuiteto. Zato ni opaziti ostre meje med fazami ciklusa in učinkovitost motorja Stirling ne zmanjša.

Glede na zgoraj navedeno lahko zaključimo, da je motor batni motor z zunanjim dovodom toplote, pri čemer je delovna tekočina ne zapusti zaprt prostor, ki je ne zamenja. Stirling risbe motorja ilustrirajo dobro naprave in princip delovanja.

podrobnosti o delu

Sonce, elektrika, jedrska energija ali kateri koli drug vir toplote lahko dobavi energije v motor Stirling. Princip delovanja telesa je v uporabi helij, vodik ali zrakom. Popoln termični cikel ima največje možne učinkovitosti od trideset do štirideset odstotkov. Toda z učinkovitim regeneratorja, da lahko delo in z večjo učinkovitostjo. Regeneracije, gretje in hlajenje toplotni izmenjalniki ponuja vgrajene brez delovne olja. Opozoriti je treba, da je mazanje motorja potrebujejo zelo malo. Povprečni tlak v cilindru je običajno od 10 do 20 MPa. Zato je potreben dober sistem zapiranja in možnost nafta vstopa v delovno komoro.

primerjalni značilnosti

Večina delavcev danes motorjev tega tipa uporablja tekoče gorivo. Tako stalen tlak lahko kontrolirati, s čimer se zmanjšajo emisije. Odsotnost ventilov zagotavlja tiho delovanje. Moč množično primerljivih motorjih s turbo polnjenjem, specifično moč dobiti pri izhodu enaka indeksa dizelskega enote. Hitrost in navor sta med seboj neodvisni.

Stroški proizvodnje motorja, je veliko večja od motorja z notranjim izgorevanjem. Ampak se je izkazalo obratno stopnjo v delovanju.

prednosti

Vsak model motorja Stirling ima številne prednosti:

• Učinkovitost v modernem dizajnu lahko do sedemdeset odstotkov.
• V motorju imajo visoko vžigalni sistem, odmično gred in ventile. To ni treba prilagoditi v celotnem obdobju delovanja.
• Stirling nima eksplozijo motorja z notranjim zgorevanjem, ki je močno obremenjen na ročično gred, ležaji in ojnice.
• Kot da nimajo tega učinka, ki pravijo, da "se je motor zaustavil."
• Zaradi svoje preprostosti je naprava lahko deluje za dolgo časa.
• To se lahko izvaja na les, in jedrski program in vse druge vrste goriva.
• Izgorevanje poteka zunaj motorja.

pomanjkljivosti

• Glavna pomanjkljivost modela je njena poraba materialov.
• Delovna tekočina se ohladi, zaradi tega, kar so dimenzije znatno povečala.
• Za ICE z enakimi lastnostmi, ki so potrebni za uporabo visokega tlaka.
• Z delovanjem telesno toploto dovaja skozi steno toplotnega izmenjevalnika, pri kateri je omejeno toplotno prevodnostjo.
• Za spremembo moči motorja, spreminjanje volumna hranilniku, povprečni tlak delovne tekočine, fazni kot med izpodrinjevalca in batom.

aplikacija

Trenutno je generator motor Stirling uporabljajo na mnogih področjih. To je vsestranski vir električne energije v hladilnikih, črpalke podmornice in sončnih elektrarn. To je z uporabo različnih vrst goriva, obstaja možnost široke uporabe.

Preporod

Ti motorji spet začelo rasti zahvaljujoč Philips. V sredini dvajsetega stoletja, je podpisal pogodbo General Motors. Ona je vodil razvoj Stirling za uporabo v prostoru in podvodnih naprav, ladje in avtomobili. Po njih drugo podjetje iz Švedske, Združeno Stirling, je postal vključeni v njihov razvoj, vključno z morebitno uporabo v osebnih avtomobilih.

Danes linearni Stirlingov motor se uporablja na subsea naprav, kozmična in solarnih naprav. Od je velik interes za to vzrok zaradi pomembnosti vprašanja degradacije okolja, kot tudi nadzor nad hrupom. V Kanadi in Združenih državah Amerike, Nemčiji in Franciji in na Japonskem so si dejavno prizadevajo za razvoj in izboljšanje njegove uporabe.

prihodnost

Očitne prednosti, ki jih ima bat in rotacijski motor od Stirling sestavljen v dolgo življenjsko dobo, z uporabo različnih goriv, nizka raven hrupa in nizko stopnjo toksičnosti, zaradi česar je motor zelo obetavno z notranjim zgorevanjem za ozadje. Vendar pa glede na dejstvo, da je motor z notranjim izgorevanjem ves čas izboljšuje, ni mogoče enostavno zavreči. Kakorkoli že, to je motor danes zaseda vodilni položaj, in jih bo v bližnji prihodnosti ne namerava.