Stirling motora - princip rada. Niske temperature Stirlingov motor (slika)

Stirling motora, princip koji je kvalitativno različita od uobičajene za sve motora s unutarnjim izgaranjem, kada je posljednji da se natječu. Međutim, na neko vrijeme zaboravio na to. Kao što je ovaj motor se koristi i danas, što je princip njegovog rada (u članku se također mogu naći motornih Stirling crteži koji pokazuju njegov rad), i što su planovi za buduću upotrebu, pogledajte u nastavku.

priča

U 1816, Robert Stirling u Škotskoj je patentirao topline motor, nazvan je danas u čast svom izumitelju. Prvi vrući zrak motori su izmislili prije njega. Ali Stirling dodan u čišćenje uređaja koje u stručnoj literaturi naziva regenerator ili izmjenjivač topline. Zahvaljujući njemu, povećala učinkovitost motora dok drži uređaj u toplinu.

Motor je priznao najviše izdržljiva parni stroj na raspolaganju u trenutku, jer on nikada nije eksplodirala. Prije njega, ostali motori takav problem se javlja često. Unatoč ranom uspjehu, u ranom dvadesetom stoljeću, od njegova razvoja odbio, jer je sve manje isplativo u usporedbi s novim zatim ostale motore s unutarnjim izgaranjem i elektromotora. Međutim, Stirling je još uvijek koristi u nekim industrijama.

motor Vanjski izgaranjem

Princip rada svih toplinskih strojeva je da su velike mehaničke sile nego s hladnim kompresije u proširenom stanju za plin je potrebno. Da bi se to pokazalo iskustvo može se provesti s dvije posude ispunjene hladnom i toplom vodom, kao i boce. Potonji je umočen je u hladnu vodu, cijev umetka, a zatim prenese na vruće. Kada se plin u boci počne obavljati mehanički rad i izbacuje utikač. Prvi vanjski izgaranjem na temelju postupka u cijelosti. Međutim, kasnije izumitelj shvatili da se toplina može koristiti za grijanje. Dakle, izvedba je znatno porastao. No, ni to nije pomoglo da se motor postala široko rasprostranjena.

Kasnije Erickson, inženjer iz Švedske, poboljšani dizajn nudeći hladi i grije plin pri stalnom pritisku umjesto volumena. Kao rezultat toga, puno primjeraka počeo se koristiti za rad u rudnicima, na brodovima iu tisak. No, posadama, bili su preteški.

Vanjski motorima s unutarnjim izgaranjem s Philips

Ovi motori su sljedeće vrste:

• para;
• da parna turbina;
• Stirling.

Potonji tip nije razvio zbog niske pouzdanosti i drugi nisu najviše stope u odnosu na druge vrste jedinica pojavili. Međutim, u 1938, Philips je nastavio rad. Motori su postali koristi za pogon generatora u neelektrofitsirovannyh područjima. Godine 1945., inženjeri tvrtke su pronašli ih na drugi način koristiti: ako se vratilo vrtjeti električni motor, hlađenje glave cilindra dolazi do minus 190 Celzijevih stupnjeva. Tada je odlučeno da se koristi u rashladnim sustavima poboljšana Stirling motora.

Princip rada

Djelovanje motora je za rad na termodinamičkim ciklusima, u kojem se pojavljuje u različitim kompresije temperature i ekspanziju. Tako je radni propis protok fluida ostvaruje se promjenom volumena (ili tlaka - ovisno o modelu). To je princip većine tih strojeva, što može imati različite funkcije i dizajn sheme. Motori mogu biti klipni ili rotacijski. Strojevi sa svojim jedinicama djeluju kao toplinske pumpe, hladnjake, pritisak generatora i tako dalje.

Osim toga, tu su i otvoreni ciklus motora, gdje je regulacija protoka ostvarena kroz ventile. To što su oni nazivaju motori Erickson, osim zajedničkog imena ime Stirling. ICE koristan rad se izvodi nakon prethodno komprimiranje ubrizgavanje zraka i goriva, zagrijavanjem nastala smjesa se pomiješa s izgaranjem i širenje.

Radni motor princip Stirling je isti: na niskoj temperaturi je stisnut, a na visokim - ekspanziju. Međutim, različiti zagrijavanje se provodi: toplina se dovodi izvana kroz stijenku cilindra. Dakle, on se zove vanjski motor izgaranje. Stirling koristi periodičkog promjene temperature s klipom za istiskivanje. Zadnje plin kreće iz jednog cilindra komore u drugu. S jedne strane, stalno niske temperature, a na drugoj strani - visoka. Prilikom pomicanja klipa prema gore plin prelazi iz vrućeg u hladno šupljine i dolje - natrag u vruće. Prvo plina daje puno topline na hladnjak, a zatim iz grijač dobiva onoliko koliko je dao. Između grijača i hladnjak koji se nalazi regeneratorom - šupljine ispunjene s materijalom koji plina daje toplinu. U obrnutom regeneratorom toka vraća.

potisni sustav povezan s klipom komprimiranja plina u hladnom i dopuštajući proširiti na vrućini. Kompresijom pri nižoj temperaturi koristan rad. Cijeli sustav radi četiri ciklusa s prekidima pokretu. Ručica mehanizam na taj način osigurava kontinuitet. Dakle, oštre granice između fazama ciklusa ne poštuje, a Stirling učinkovitost motora se ne smanjuje.

S obzirom na gore navedeno, može se zaključiti da je motor je klip motora s vanjskim opskrbu topline, pri čemu je radni fluid ne napusti ograđeni prostor i nije zamijenjen. Stirling motora crteži ilustriraju dobro uređaj i njegov operativni princip.

Pojedinosti o radu

Sunce, struja, nuklearna energija ili bilo koji drugi izvor topline može dostaviti energiju u Stirling motora. Princip rada svoga tijela nalazi se u uporabi helija, vodik, ili zrakom. Savršeno toplinski ciklus ima najveću moguću efikasnost od trideset do četrdeset posto. No, s učinkovitim regeneratorom to može raditi i sa visokom učinkovitošću. Regeneracija, grijanje i hlađenje izmjenjivači topline pružaju ugrađene, bez radnog ulja. Treba napomenuti da je podmazivanje motora je potrebno vrlo malo. Prosječni tlak u cilindru je obično od 10 do 20 MPa. Dakle, potrebno je odličan brtveni sustav i mogućnost ulje ulaska u radnu komoru.

usporedni karakteristike

Većina radnika danas motori ovog tipa pomoću tekuće gorivo. Tako stalni pritisak lako kontrolirati, čime se smanjuje emisija. Nepostojanje ventila omogućuje tihi rad. Snaga masovno usporedive motor s turbo punjenjem, specifična snaga dobiva na izlazu jednaka indeksa dizel jedinice. Brzina i okretni moment su međusobno neovisni.

Trošak proizvodnje motora je mnogo veća od motora s unutarnjim izgaranjem. Ali ispada preokrenuti stopu u radu.

prednosti

Svaki model Stirling motora ima mnoge prednosti:

• Učinkovitost na modernim dizajnom može biti i do sedamdeset posto.
• U motoru imaju visoku sustav paljenja, bregaste osovine i ventila. To ne treba biti prilagođen tijekom cijelog perioda rada.
• Stirling nema eksplozije u motoru s unutarnjim izgaranjem, koji je težak teret na radilici, ležajeva i klipnjače.
• Kao što oni nemaju taj učinak, rekavši da je „motor zaustavljen.”
• Zahvaljujući svojoj jednostavnosti uređaja može raditi za dugo vremena.
• To se može izvoditi na drva i nuklearnim i bilo koje druge vrste goriva.
• Izgaranje se odvija izvan motora.

mane

• Glavni nedostatak dizajna je njegova potrošnja materijala.
• Radna tekućina se hladi, zbog onoga što su dimenzije znatno se povećao.
• Za led s jednakim karakteristikama potrebnim za korištenje visoki tlak.
• Radeći toplinu tijela se isporučuje kroz zid izmjenjivača topline, u kojoj ograničenom toplinske vodljivosti.
• Za promjenu snage motora, promijeniti glasnoću u sabirni spremnik, prosječni tlak radne tekućine, fazni kut između zamjenjivača i klipa.

primjena

Trenutno Stirling motor generator koristi u mnogim područjima. To je svestran izvor električne energije u hladnjacima, pumpe, podmornica i solarnih elektrana. To je kroz korištenje raznih vrsta goriva postoji mogućnost njegovog široku primjenu.

preporod

Ovi motori ponovno počela rasti zahvaljujući Philips. U sredini dvadesetog stoljeća je potpisao ugovor General Motors. Ona je vodio razvoj Stirling za korištenje u prostoru i podvodnih uređaja, brodova i automobila. Nakon što ih druge tvrtke iz Švedske, Sjedinjenih Stirling, postala koji su uključeni u njihov razvoj, uključujući i moguću uporabu u osobnim automobilima.

Danas linearni Stirling motor koristi na podvodnih instalacija, kozmička i solarnih uređaja. Od velikog interesa za njega je prouzročio zbog važnosti pitanja degradacije okoliša, kao i zaštitu od buke. U Kanadi i SAD-a, Njemačke i Francuske i Japan aktivno traže da razviju i poboljšati njegovu uporabu.

budućnost

Očite prednosti koje ima klip i rotacijski motor od Stirling sastoji u dugi vijek trajanja, korištenje različitih goriva, niska razina buke i niske toksičnosti, što ga čini vrlo obećavajuće motor s unutarnjim izgaranjem za pozadinu. Međutim, s obzirom na činjenicu da je motor s unutarnjim izgaranjem u svakom trenutku poboljšati, to se ne može lako odbaciti. U svakom slučaju, ovo je motor danas zauzima vodeću poziciju, i uzeti ih u bliskoj budućnosti ne namjerava.