Stirling motoro - laboranta principo. La malalta temperaturo Stirling motoro (foto)

Stirling-motoro, la principo de kiu estas kvalite malsama ol la kutima por ĉiuj de la motoro de interna brulado, iam estis la lasta por konkurenci. Tamen, iam forgesis pri ĝi. Ĉar tiu motoro estas uzata hodiaŭ, kio estas la principo de ĝia operacio (en la artikolo ankaŭ troviĝas la motoro Stirling desegnoj kiuj pruvas lian laboron), kaj kiuj estas la perspektivoj por estonta uzo, vidu sube.

rakonto

En 1816, Robert Stirling en Skotlando estis patentita varmego motoro, nomita hodiaŭ honore lia inventisto. La unua varma aero motoroj estis inventita antaŭ li. Sed Stirling aldonitaj al la aparato pli puraj, ke en la teknika literaturo nomiĝas regenerador aŭ intercambiador de varmego. Danke al li, pliigis motoron elfaro dum tenante la unuo de varmo.

Motoro agnoskis plej fortika vapormaŝino haveblaj tiutempe, ĉar li neniam eksplodis. Antaŭ li, aliaj motoroj tia problemo okazas ofte. Malgraŭ la frua sukceso, en la frua dudeka jarcento, de ĝia disvolviĝo rifuzis, ĉar ĝi iĝis malpli kostefika kompare kun la aperantaj tiam alia interna brulado kaj elektraj motoroj. Tamen, Stirling estis ankoraŭ uzata en iuj industrioj.

Eksteraj brulado

La principo de operacio de ĉiuj termikaj motoroj estas ke la grandaj mekanikaj fortoj ol kun malvarma kunpremado de la pligrandigita stato por la gaso necesa. Pruvi ĉi sperto povas esti efektivigita kun du potoj plenaj malvarma kaj varma akvo kaj ankaŭ botelon. Tiu lasta estas trempita en malvarma akvo, plug tubon, poste transdonita al varma. Kiam la gaso en la botelo komencas plenumi mekanikan laboron kaj elĵetas la ŝtopilo. Unua ekstera brulado bazita sur la procezo tute. Tamen, poste la inventinto konsciis ke la varmego povas esti uzata por hejtado. Tiel, agado pliigis konsiderinde. Sed eĉ tio ne helpis la motoro por iĝi tre etenditaj.

Poste Erickson, inĝeniero de Svedio, plibonigita dezajno donacoferon malvarmiĝis kaj varmigita gaso je konstanta premo anstataŭ volumo. Rezulte, multaj kopioj komencis esti uzitaj por laboro en la minoj, la ŝipoj kaj en presado. Sed por la ŝipanaroj, ili estis tro peza.

Eksteraj Combustion Engines de Philips

Ĉi tiuj motoroj estas de la sekvaj tipoj:

• vaporo;
• la turbino de vaporo;
• Stirling.

Tiu lasta tipo ne disvolvis pro la malalta fidindeco kaj la aliaj ne la plej altaj impostoj kompare al aliaj specoj de unuoj aperis. Tamen, en 1938, Philips rekomencis laboron. Motoroj iĝis uzita veturi generatoroj en neelektrofitsirovannyh areoj. En 1945, la kompanio inĝenieroj trovis ilin alie uzi: se la ŝafto ŝpini elektra motoro, la malvarmigo de la culata temas minus cent naŭdek gradoj Celsius. Tiam oni decidis uzi en refrigeración sistemoj plibonigitaj Stirling motoro.

principo de operacio

La ago de la motoro estas operacii sur la termodinamika cikloj, en kiu okazas je varianta temperaturo kunpremo kaj ekspansio. Tiel la laboranta fluido fluo reguligo estas realigita de varianta la volumo (aŭ premo - depende de la modelo). Jen la principo de la plimulto de ĉi tiuj maŝinoj, kiuj povas havi malsamajn funkciojn kaj dezajno skemoj. Motoroj povas esti reciprocating aŭ rotaciantaj. Maŝinoj kun iliaj unuoj funkciigi kiel varmego bomboj, refrigeradores, premo generatoroj kaj tiel plu.

Krome, ekzistas malferma-ciklo motoroj, kie fluo reguligo realigas tra la valvoj. Kiu estas nomitaj motoroj Erickson, krom la komuna nomo la nomon de Stirling. La ICE utila laboro estas efektivigita post antaŭ-kunpremante la aero kaj fuelinjekcio, varmigante la miksaĵo resultante estis miksita kun brulado kaj vastiĝo.

La Stirling motoro laborista principo estas la sama: je malalta temperaturo estas kunpremita, kaj ĉe alta - vastiĝo. Tamen, malsamaj hejtado efektivigas: la varmo estas provizita de ekstere tra la cilindron muro. Sekve, li nomiĝas ekstera brulado. Stirling uzis la perioda temperaturo ŝanĝo kun la movo piŝto. Lasta gaso moviĝas de unu cilindron ĉambro al alia. Unuflanke, konstante malalta temperaturo, kaj sur la alia - alta. Al la movi la piŝto supren gaso movas de la varma al la malvarma kavo kaj malsupren - reen en la varma. Unua gaso donas multajn varmo la fridujo, kaj tiam el la hejtilo ricevas tiom, kiom li. Inter la hejtilo kaj fridujo lokita regenerador - kavo plena de materialo kiu gaso eligas varmegon. En la reverso fluo regenerador revenas ĝi.

propulsor sistemo estas konektita kun piŝto kunpremante la gason en la malvarman kaj permesante pligrandigi en la varmego. Per densigado je pli malalta temperaturo la utila laboro. La tuta sistemo funkcias kvar cikloj kun intermita moviĝo. Crank mekanismo tiel certigas kontinuecon. Sekve, akraj limoj inter la stadioj de la ciklo ne observas, kaj la Stirling motoro efikeco ne malpliiĝas.

Konsiderante la supre, la konkludo estas ke la motoro estas motoro kun ekstera varmo proponon, kie la laboranta fluido ne forlasas la enfermitan spacon kaj ne anstataŭas. Stirling motoro desegnoj ilustri bone la mekanismo kaj lia mastruma principo.

detaloj de la laboro

Suno, elektro, nuklea energio aŭ ajna alia fonto de varmego povas provizi energion en la Stirling motoro. La principo de operacio de lia korpo estas en la uzo de heliumo, hidrogeno aŭ aero. Perfekta termika ciklo havas la maksimuman eblan efikecon de la agxo de tridek al kvardek procentoj. Sed kun efika regenerador ĝi povas labori kaj kun pli alta efikeco. Regenerado, hejtado kaj malvarmigo varmego disponigi konstruis, sen labori oleojn. Ni notu, ke la motoro lubrikado bezonas tre malmulta. La averaĝa premo en la cilindro estas kutime de 10 al 20 MPa. Sekve, ĝi postulas bonegan stampita sistemo kaj la eblecon de petrolo eniri la laboranta ĉambro.

kompara karakterizaĵoj

Plej laboristoj hodiaŭ motoroj de ĉi tiu tipo uzante likva brulaĵo. Tiel kontinuan premon facile kontrolita, reduktante emisiones. La foresto de valvoj provizas trankvila operacio. La potenco de maso komparebla motoro kun turboalimentación, la specifa potenco akiris ĉe la produktado egalas la indekso de la diesel unuo. La rapido kaj la torque estas sendependaj de unu la alian.

La kosto de motoro produktado estas multe pli alta ol la motoro de interna brulado. Sed ĝi rezultas la reverso indico en la operacio.

avantaĝojn

Ajna modelo de la Stirling motoro havas multajn avantaĝojn:

• Efikeco en moderna dezajno povas esti ĝis sepdek procentoj.
• En la motoro havas altan sparkado sistemo, arbo de levas kaj la valvoj. Ĝi ne bezonas esti ŝanĝita dum la tuta periodo de operacio.
• Stirling ne havas la eksplodo en la motoro de interna brulado, kiu estas peza ŝarĝo sur la krankŝafto, lagroj kaj bielas.
• Kiel ili ne havas tiun efikon, dirante ke "la motoro ekhaltis."
• Danke al lia simpleco la aparato povas esti operaciita dum longa tempo.
• Ĝi povas funkcii per ligno, kaj nukleaj kaj ajna alia tipo de brulaĵo.
• Brulado okazas ekster la motoro.

mankoj

• La ĉefa malavantaĝo de la dezajno estas lia konsumo de materialoj.
• La laboranta fluido esti malvarmigitaj pro kio la dimensioj estas substance pliigis.
• Por GLACIO kun egalaj karakterizaĵoj necesa por uzi altan premon.
• Laborante la korpo varmego estas liverita tra la muro de la intercambiador de varmego, en kiu la limigita conductividad termika.
• Por ŝanĝi la potencon de la motoro, ŝanĝi la volumon de la buffer tanko, la meza premo de la laboranta fluido, la desfase inter la displacer kaj piŝto.

aplikaĵo

Nuntempe, la Stirling motoro generatoro uzita en multaj kampoj. Estas versátil fonto de elektra energio en fridujoj, bomboj, submarŝipoj kaj suna energio. Estas tra la uzo de diversaj specoj de karburaĵo estas ebleco de ĝia vasta uzado.

renaskiĝo

Ĉi tiuj motoroj denove komencis kreski danke al Philips. Meze de la dudeka jarcento ĝi subskribis interkonsenton Generalo Motors. Ŝi gvidis la evoluo de Stirling por uzo en spaco kaj subakva aparatoj, ŝipoj kaj aŭtoj. Poste alia kompanio de Svedio, Unuiĝinta Stirling, iĝis engaĝita en ilia evoluo, inkluzive de la ebla uzo en pasaĝero aŭtojn.

Hodiaŭ lineara Stirling motoro estas uzita sur subsea instalaĵoj, kosma kaj suna aparatoj. De granda intereso al ĝi estas kaŭzita pro la graveco de la temoj de media degenero, kaj ankaŭ bruo kontrolo. En Kanado kaj Usono, Germanio kaj Francio, kaj Japanio estas aktive serĉas evoluigi kaj plibonigi lia uzo.

la estonteco

Evidente avantaĝojn kiuj havas piŝto kaj la motoro ĵurnalo de la Stirling konsistis en longa servo vivo, la uzo de malsamaj brulaĵoj, malalta bruo kaj malalta toxicidad, igas tre promesplena interna brulado por fono. Tamen, donita la fakto, ke la motoro de interna brulado cxiam plibonigi, ĝi ne povas esti facile adiaŭita. Ĉiuokaze, ĉi tiu estas la motoro hodiaŭ okupas gvidan pozicion, kaj prenu ilin en la proksima estonteco ne intencas.