Stirlingo variklis - darbo principas. Žemos temperatūros Stirlingo variklis (foto)

Stirling variklį, kurio principas yra kokybiškai skiriasi nuo visiems vidaus degimo variklio įprasta, kai buvo paskutinis konkuruoti. Tačiau tam tikru metu pamiršo apie jį. Kadangi šis variklis yra naudojamas šiandien, kas yra jos veikimo principas (Straipsnyje taip pat galima rasti variklio Stirling brėžinius, kad pademonstruoti savo darbą), ir, kas yra naudoti ateityje perspektyvos, pamatyti žemiau.

istorija

1816, Robert Stirling Škotijoje buvo užpatentuotas šiluminis variklis, pavadintas šiandien garbei jo išradėjas. Pirmieji karšto oro varikliai buvo išrastas prieš jį. Bet Stirlingo įtraukta į prietaiso siurblį, kad techninėje literatūroje yra vadinamas regeneracijos arba šilumokaitis. Jo dėka, padidino variklio darbą laikydami įrenginį šilumos.

Variklio pripažino labiausiai tvirtos garo variklis prieinama tuo metu, nes jis niekada sprogo. Prieš jį, kiti varikliai tokia problema kyla dažnai. Nepaisant pradžioje sėkmės, XX amžiuje, nuo jo plėtra sumažėjo, nes jis tapo mažiau ekonomiškas, palyginti su besiformuojančia tada kitų vidaus degimo variklių ir elektros varikliai. Tačiau, Stirlingo vis dar naudojamas kai kuriose pramonės šakose.

Išorinis degimo variklis

Veikimo visų šilumos sistemų principas yra tai, kad dideli mechaniniai jėgos, nei su šaltu suspaudimo išplėstą valstybės už dujas reikia. Įrodyti ši patirtis gali būti atliekamas su dviem puodai alsuoja šalto ir karšto vandens, taip pat butelis. Pastarasis yra panardinamas į šaltą vandenį, kištuko vamzdžio, tada perkelti į karšto. Kai butelį dujų pradeda atlikti mechaninį darbą ir išmeta kištuką. Pirmasis išorinis degimo variklis remiantis proceso visiškai. Tačiau vėliau išradėjas supratau, kad šiluma gali būti naudojama šildymui. Taigi, veiklos gerokai išaugo. Bet net ir tai nepadėjo variklis tapti plačiai paplitęs.

Vėliau Erickson, inžinierius iš Švedijos, patobulintas dizainas auka aušinamas ir šildomas dujomis esant pastoviam slėgiui, o ne tūrį. Kaip rezultatas, daug kopijų daug pradėjo būti naudojamas darbui kasyklose, laivuose ir spausdinti. Bet ekipažų, jie buvo per sunkus.

Išorės degimo varikliai Philips

Šie varikliai yra šių tipų:

• garo;
• garo turbina;
• Stirlingas.

Pastarasis tipas nesivystė dėl mažo patikimumo ir kiti yra ne aukščiausios normos, palyginti su kitų tipų vienetų atsirado. Tačiau 1938 metais, "Philips" jau atnaujino darbą. Varikliai tapo naudojamas vairuoti generatoriai neelektrofitsirovannyh srityse. 1945, bendrovės inžinieriai rado juos kitaip naudoti: jei velenas sukasi elektros variklis, cilindro galva aušinimo ateina iki minus vienas šimtas devyniasdešimt laipsnių Celsijaus. Tada buvo nuspręsta naudoti šaldymo sistemų pagerino Stirling variklį.

veikimo principas

Iš variklio veiksmų turi veikti termodinaminės ciklų, per kurį įvyksta skirtingu temperatūros suspaudimą ir išplėtimas. Tokiu būdu darbinis skystis srauto reguliavimas yra realizuotas keičiant tūrį (arba slėgiu - priklausomai nuo modelio). Tai yra šių mašinų dauguma, kuri gali turėti skirtingas funkcijas ir dizaino schemas principas. Varikliai gali būti slankiojančių arba besisukančių. Staklės su jų vienetų veikti kaip šilumokaičiams, aušintuvai, slėgio generatorių ir pan.

Be to, ten yra atviro ciklo varikliai, kur srauto reguliavimas yra realizuojama per vožtuvų. Kad jie yra vadinami varikliai Erickson, be bendru pavadinimu Stirling vardas. ICE naudinga darbas yra atliekamas po to, kai iš anksto-suspaudžiant injekciją oro ir kuro, šildyti Gautas mišinys maišomas su degimo ir plėtimosi.

Stirlingo variklis darbo principas yra tas pats: esant žemai temperatūrai suspaustas ir dideliu - plėtra. Tačiau, skiriasi šildymas yra atliekamas: šiluma yra tiekiama iš išorės per cilindro sienelę. Todėl jis vadinamas išorinis degimo variklis. Stirlingo taikomas periodiškai temperatūros pakeitimą su poslinkio stūmoklio. Paskutinis dujų judėtų iš vieno cilindro kameroje į kitą. Viena vertus, pastoviai žemai temperatūrai, o kita vertus - didelis. Kai juda stūmoklis didėjimo dujų juda iš karšto į šaltą ertmės ir žemyn - atgal į karšto. Pirma dujų suteikia daug šilumos šaldytuvą, o tada iš šildytuvo gauna tiek, kiek jis davė. Tarp šildytuvo ir šaldytuvas esančio regeneratoriuje - ertmę, pripildytas dujų medžiagos, kuri skleidžia šilumą. Atvirkštine srauto regeneratoriuje grąžina ją.

kuro sistema yra prijungta su stūmoklio suspaudimą į šaltą ir leidžiant išplėsti šilumos. Suspaudimo už mažesnę temperatūroje naudingą darbą. Visa sistema veikia iš keturių ciklų su pertrūkiais pasiūlymą. tokiu būdu švaistiklio mechanizmas užtikrina tęstinumą. Todėl, aštrių ribų tarp ciklo etapuose nesilaikoma, ir Stirlingo variklis efektyvumas nesumažėja.

Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta pirmiau, daroma išvada, kad variklis yra su stūmokliniu varikliu su išoriniu šilumos tiekimo, kuriame darbinis skystis nepalieka uždarą erdvę ir nėra pakeisti. Stirlingo variklio brėžiniai gerai iliustruoja prietaisas ir jo veikimo principas.

informacija apie darbo

Saulė, elektros, branduolinė energija arba bet kuris kitas šilumos šaltinis gali tiekti energiją į Stirlingo variklis. Veikimo jo kūno principas yra iš helio, vandenilio, ar oro naudojimui. Puiki šiluminė ciklas turi didžiausią įmanomą efektyvumą nuo trisdešimt iki keturiasdešimt procentų. Bet su veiksmingos regeneratoriuje jis gali dirbti ir su didesniu efektyvumu. Regeneracija, šildymo ir aušinimo šilumokaičiai teikti pastatytas, be darbo aliejų. Reikėtų pažymėti, kad Variklio tepimo reikia labai mažai. Vidutinis slėgis cilindro yra paprastai nuo 10 iki 20 MPa. Todėl reikalaujama, kad puikų sandarinimo sistemą ir naftos patekti į darbo kamerą galimybę.

lyginamoji charakteristika

Dauguma darbuotojai šiandien varikliai Šio tipo naudojant skystą kurą. Taigi nuolatinis spaudimas lengvai valdomas, taip sumažinant emisijas. Vožtuvų nebuvimas užtikrina tylų veikimą. Masinio panašioje variklis su turbokompresoriumi galia, specifinis energija, išgauta prie išėjimo yra lygus dyzelinio vieneto indekso. Greitis ir sukimo momentas yra nepriklausomi vienas nuo kito.

Iš variklių gamybos kaina yra daug didesnė nei vidaus degimo varikliu. Tačiau paaiškėja, atvirkštinis rodiklis operacijos.

privalumai

Bet iš Stirlingo variklio modelis turi daug privalumų:

• Efektyvumas ne modernaus dizaino gali būti iki septyniasdešimt procentų.
• Variklyje turi aukštą uždegimo sistema, Velenas ir vožtuvus. Tai nereikia būti koreguojama per visą veiklos laikotarpį.
• Stirlingo neturi vidaus degimo variklis, kuris yra krūvio ant alkūninio veleno, guolių ir jungiamųjų strypų sprogimą.
• Kaip jie neturi tokio poveikio, sakydamas, kad "variklis sustojo."
• Dėka savo paprastumo prietaisas gali būti naudojamas ilgą laiką.
• Jis gali paleisti ant medžio, branduolinė ir bet kokio kito tipo kuro.
• Degimas vyksta už variklio.

trūkumai

• Pagrindinis trūkumas projektuojant yra jo vartojimas medžiagų.
• Darbinis skystis, kuriuos reikia ataušinti, dėl to, kas matmenys yra žymiai padidėjo.
• Ledo su lygiomis charakteristikas, būtinas naudoti aukšto slėgio.
• , Dirbant kūno šiluma tiekiama per šilumokaičio, kuriame riboto šilumos laidumo sienos.
• Pakeisti variklio galią, pakeisti tūrį į buferinio tirpalo rezervuaro, vidutinį slėgį darbiniam skysčiui, fazių kampą tarp Displacer ir stūmoklio.

taikymas

Šiuo metu Stirlingo variklis generatorius naudojamas daugelyje sričių. Tai universalus šaltinis elektros energijos šaldytuvai, siurbliai, povandeninių laivų ir saulės elektrinėse. Tai per įvairių kuro rūšių naudojimą yra jos plačiai naudojamos galimybė.

atgimimas

Šie varikliai vėl pradėjo augti dėka Philips. Atsižvelgiant į XX amžiaus viduryje ji pasirašė sutartį General Motors. Ji vadovavo Stirling plėtrą naudoti kosminiuose ir povandeniniai įrenginiai, laivų ir automobilių. Po jų kitos įmonės iš Švedija, Jungtinė Stirling, įsitraukė į jų vystymosi, įskaitant galimą naudoti lengviesiems automobiliams.

Šiandien linijinis Stirlingo variklis naudojamas povandeninių įrenginių, kosminė ir saulės įrenginių. Didžiosios palūkanų jai sukelia dėl aplinkos nykimo problemų aktualumą, taip pat triukšmo kontrolės. Kanadoje ir Jungtinėse Amerikos Valstijose, Vokietijoje ir Prancūzijoje, ir Japonijoje yra aktyviai siekia plėtoti ir tobulinti jo naudojimą.

ateitis

Akivaizdūs privalumai, kurie turi stūmoklį ir rotacinį variklį iš Stirlingo kurią sudaro ilgą tarnavimo laiką, skirtingų kuro, mažai triukšmo ir mažo toksiškumo naudoti, daro tai labai perspektyvi vidaus degimo variklis fone. Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad vidaus degimo variklis visais laikais pagerinti, ji negali būti lengvai atmestas. Bet kokiu atveju, tai yra variklis šiandien užima lyderio pozicijas, o į juos artimiausiu metu neketina.