Stirlingov motor - pracovný princíp. Nízkoteplotný Stirlingov motor (foto)

Stirlingov motor, princíp, ktorý je kvalitatívne odlišný od obvyklej pre všetky spaľovacieho motora potom, čo bol posledný súťažiť. Avšak, u nejaký čas na to zabudol. Ako sa používa tento motor dnes, aký je princíp jeho fungovania (v tomto článku možno tiež nájsť Stirlingova motora výkresy, ktoré ukazujú svoju prácu), a aké sú vyhliadky na budúce využitie, pozri nižšie.

príbeh

V roku 1816, Robert Stirling v Škótsku bol patentovaný tepelný motor, pomenovaný dnes na počesť jeho vynálezca. Prvý vzduchové motory horúce boli vynájdené pred ním. Ale Stirling pridá k čistejšie zariadenie, ktoré sa v odbornej literatúre sa nazýva regenerátor alebo tepelný výmenník. Vďaka nemu sa zvýšil výkon motora pri držaní prístroja v teple.

Motor uznal dispozícii najodolnejšie parný stroj v tej dobe, pretože on nikdy explodoval. Pred ním, ostatné motory taký problém nastane často. Cez skorý úspech, na začiatku dvadsiateho storočia, z jeho vývoj klesal, pretože sa stala menej efektívne z hľadiska nákladov v porovnaní s rozvíjajúcimi sa potom ďalšími spaľovacími motormi a elektromotory. Avšak, Stirling bol ešte použitý v niektorých odvetviach.

Externé spaľovací motor

Princíp prevádzky všetkých tepelných motorov je, že veľké mechanické sily, než sa studeným kompresia v expandovanom stave pre plyn potreba. Aby sa preukázalo, táto skúsenosť môže byť vykonaná s dvoma hrnca naplnené studenou a teplou vodou, rovnako ako fľaša. Ten sa ponorí do studenej vody, zástrčku rúrky, potom sa prenesie do horúcej. Keď sa plyn vo fľaši začne vykonávať mechanickú prácu a vysunie konektor. Prvý externý spaľovací motor na základe procesu úplne. Avšak, neskôr vynálezca si uvedomil, že teplo môže byť použité pre vykurovanie. Tak, výkon sa značne zvyšuje. Ale ani to nepomohlo motor, aby sa stala veľmi rozšírená.

Neskôr Erickson, inžinier zo Švédska, vylepšený dizajn ponúkať ochladí a ohriaty plyn pri stálom tlaku namiesto objemu. Výsledkom je, že veľa kópií začal byť používaný pre prácu v baniach, na lodiach a v tlači. Ale pre posádky, ktoré boli príliš ťažké.

Vonkajšie spaľovacie motory od spoločnosti Philips

Tieto motory sú z nasledujúcich typov:

• para;
• parné turbíny;
• Stirling.

Druhý typ nevyvíjal vzhľadom k nízkej spoľahlivosti a ostatné nie sú najvyššie sadzby v porovnaní s inými typmi jednotiek sa objavili. Avšak, v roku 1938, Philips obnovil prácu. Motory sa stali používa na pohon generátorov v neelektrofitsirovannyh oblastiach. V roku 1945, inžinieri spoločnosti našli je inak používať: v prípade, že hriadeľ točiť elektrický motor, chladenie hlavy valcov prichádza do mínus sto deväťdesiat stupňov Celzia. Potom bolo rozhodnuté, ktoré majú byť používané v chladiacich systémoch zlepšila Stirlingov motor.

princíp fungovania

Činnosť motora je pre prevádzku na termodynamických cyklov, v ktorých sa vyskytuje v rôznych kompresie teploty a expanziu. Tak pracovné reguláciu prúdenia tekutiny je realizované zmenou objemu (alebo tlak - v závislosti od modelu). To je princíp väčšiny týchto zariadení, ktorá môže mať rôzne funkcie a režimy konštrukcie. Motory môžu byť s vratným alebo rotačným. Stroje so svojimi jednotkami pôsobiť ako tepelné čerpadlá, chladiče, tlakové generátory a tak ďalej.

Okrem toho, tam sú otvorené motocykle, kde je regulácia prietoku realizované prostredníctvom ventilov. Ktoré sa nazývajú motormi Erickson, okrem bežného názvu uvedený názov Stirling. ICE užitočná práca sa vykonáva po predbežnom stlačení vstrekovania vzduchu a paliva, kúrenie vzniknutá zmes sa zmieša s spaľovania a expanzie.

Pracovný princíp motor Stirling je rovnaký: pri nízkej teplote je stlačená, a pri vysokej - expanziu. Avšak, iný ohrev sa vykonáva: prívod tepla prebieha z vonka cez stenu valca. Preto sa mu hovorí externý spaľovací motor. Stirling používa periodickú zmenu teploty s výtlačného piestu. Posledný plyn sa pohybuje z jednej valcovej komory do druhej. Na jednej strane neustále nízke teploty, a na druhej strane - vysoká. Pri pohybe piesta smerom nahor plynu sa pohybuje z horúcej studenej dutiny a dole - späť do horúcej. Prvý plyn dáva veľa tepla chladničke a potom sa z ohrievača dostane toľko, koľko dal. Medzi ohrievačom a chladničke umiestnené regenerátor - dutiny naplnené materiálom, ktorý plyn vydáva teplo. V regenerátora spätného toku vráti.

hnací systém je spojený s piestom stlačenia plynu v chlade a umožňuje rozšíriť v horúčave. Lisovaním pri nižšej teplote je užitočná práca. Celý systém pracuje štyri cykly s prerušovaným pohybom. Kľukový mechanizmus tak zaisťuje kontinuitu. Preto ostré hranice medzi jednotlivými fázami cyklu nie je pozorovaný, a účinnosť Stirlingova motora neklesá.

Vzhľadom na vyššie uvedené, záver je, že motor je piestový motor s vonkajším prívodu tepla, vyznačujúci sa tým, že pracovnou tekutinou neopustí uzavretý priestor a nie je nahradený. Stirling výkresy motorov dobre ilustrujú zariadenia a jeho funkčné princíp.

Podrobnosti o prácu

Sun, elektriny, jadrová energia alebo akýkoľvek iný zdroj tepla môže dodávať energiu do Stirlingova motora. Princíp fungovania svojho tela je v použití hélium, vodík, alebo vzduchu. Dokonalá tepelná cyklus má maximálnu možnú účinnosť od tridsiatich až štyridsiatich percent. Ale s účinným regeneračným môže pracovať aj s vyššou účinnosťou. Regenerácie, vykurovanie a chladenie výmenníky tepla poskytujú vstavané, bez pracovných olejov. Je potrebné poznamenať, že mazanie motora potrebujú len veľmi málo. Priemerný tlak vo valci, je obvykle od 10 do 20 MPa. Preto sa vyžaduje, vynikajúci tesniaci systém a možnosť oleja do pracovnej komory.

porovnávacie charakteristiky

Väčšina pracovníkov dnes motory tohto typu pomocou kvapalného paliva. Tak trvalý tlak ľahko ovládať, a tým k zníženiu emisií. Absencia ventilov zaisťuje tichý chod. Sila hromadného porovnateľné motora s turbodúchadlom, špecifický výkon na výstupe sa rovná indexu motorovej jednotky. Otáčky a krútiaci moment sú na sebe nezávislé.

Náklady na výrobu leteckých motorov je oveľa vyššia, než je motor s vnútorným spaľovaním. Ale ukazuje sa, reverzné rýchlosť v prevádzke.

výhody

Akýkoľvek model Stirlingova motora má mnoho výhod:

• Účinnosť pri modernom dizajne môže byť až sedemdesiat percent.
• V motore majú vysokú zapaľovacie systém, vačkový hriadeľ a ventily. Nie je potrebné upraviť po celý čas prevádzky.
• Stirling nemá explózii spaľovacieho motora, ktorý je ťažký náklad na kľukové hriadele, ložísk a spojovacích tyčí.
• Pretože nemajú taký vplyv, že "sa motor zastavil."
• Vďaka svojej jednoduchosti môže byť zariadenie prevádzkované po dlhú dobu.
• To môže bežať na drevo a jadrových a akýkoľvek iný druh paliva.
• Spaľovanie prebieha mimo motora.

nedostatky

• Hlavnou nevýhodou tohto riešenia je jeho spotreba materiálu.
• Pracovná kvapalina sa ochladí, pretože to, čo sú rozmery podstatne zvýši.
• Na ľad s rovnakými parametrami nevyhnutné použiť vysokého tlaku.
• Pri práci telesné teplo sa privádza cez stenu výmenníka tepla, v ktorom je obmedzenej tepelnej vodivosti.
• Pre zmenu výkonu motora, zmenu hlasitosti vyrovnávacej nádrže, priemerný tlak pracovnej tekutiny, fázový uhol medzi presadení a piestu.

prihláška

V súčasnej dobe je generátor Stirlingov motor používa v mnohých oblastiach. Jedná sa o univerzálny zdroj elektrickej energie v chladničkách, čerpadiel, ponoriek a solárnych elektrární. Je to vďaka použitiu rôznych druhov palív existuje možnosť jeho širokého použitia.

znovuzrodenie

Tieto motory opäť začali rásť vďaka Philips. V polovici dvadsiateho storočia, že podpísala dohodu General Motors. Viedla vývoj Stirling pre použitie vo vesmíre a podmorských zariadení, lodí a automobilov. Po nich inou spoločnosťou zo Švédska, Spojené Stirling, sa zapojil do ich rozvoja, vrátane možného využitia v osobných automobiloch.

Dnes lineárny Stirlingov motor je použitý na podmorských zariadení, kozmický a solárne zariadenia. Veľký záujem na tom je spôsobená v dôsledku význame problematiky degradácie životného prostredia, rovnako ako znižovanie hluku. V Kanade a Spojených štátoch, Nemecku a vo Francúzsku a Japonsku sa aktívne snaží rozvíjať a zlepšovať ich používanie.

budúcnosť

Zrejmé výhody, ktoré má piest a rotačný motor z Stirling spočívajúce v dlhej životnosti, použitia rôznych palív, nízkou hlučnosťou a nízku toxicitu, je to veľmi sľubný spaľovací motor pre pozadie. Avšak vzhľadom na to, že spaľovací motor za všetkých okolností s cieľom zlepšiť, to nemôže byť ľahko odmietnuť. V každom prípade sa jedná o motor dnes zaujíma vedúce postavenie, a prijať ich v blízkej budúcnosti nemá v úmysle.