Stirlingův motor - pracovní princip. Nízkoteplotní Stirlingův motor (foto)

Stirlingův motor, princip, který je kvalitativně odlišný od obvyklé pro všechny spalovacího motoru poté, co byl poslední soutěžit. Nicméně, u nějaký čas na to zapomněl. Jak se používá tento motor dnes, jaký je princip jeho fungování (v tomto článku lze také nalézt Stirlingova motoru výkresy, které ukazují svou práci), a jaké jsou vyhlídky na budoucí využití, viz níže.

příběh

V roce 1816, Robert Stirling ve Skotsku byl patentován tepelný motor, pojmenovaný dnes na počest jeho vynálezce. První vzduchové motory horké byly vynalezeny před ním. Ale Stirling přidá k čistší zařízení, které se v odborné literatuře se nazývá regenerátor nebo tepelný výměník. Díky němu se zvýšil výkon motoru při držení přístroje v teple.

Motor uznal dispozici nejodolnější parní stroj v té době, protože on nikdy explodoval. Před ním, ostatní motory takový problém nastane často. Přes časný úspěch, na počátku dvacátého století, z jeho vývoj klesal, protože se stala méně efektivní z hlediska nákladů ve srovnání s rozvíjejícími se pak dalšími spalovacími motory a elektromotory. Nicméně, Stirling byl ještě použit v některých odvětvích.

Externí spalovací motor

Princip provozu všech tepelných motorů je, že velké mechanické síly, než se studeným komprese v expandovaném stavu pro plyn potřeba. Aby se prokázalo, tato zkušenost může být provedena se dvěma hrnce naplněné studenou a teplou vodou, stejně jako láhev. Ten se ponoří do studené vody, zástrčku trubky, pak se přenese do horké. Když se plyn v láhvi začne vykonávat mechanickou práci a vysune konektor. První externí spalovací motor na základě procesu úplně. Nicméně, později vynálezce si uvědomil, že teplo může být použito pro vytápění. Tak, výkon se značně zvyšuje. Ale ani to nepomohlo motor, aby se stala velmi rozšířená.

Později Erickson, inženýr ze Švédska, vylepšený design nabízet ochladí a ohřátý plyn při stálém tlaku namísto objemu. Výsledkem je, že mnoho kopií začal být používán pro práci v dolech, na lodích a v tisku. Ale pro posádky, které byly příliš těžké.

Vnější spalovací motory od společnosti Philips

Tyto motory jsou z následujících typů:

• pára;
• parní turbíny;
• Stirling.

Druhý typ nevyvíjel vzhledem k nízké spolehlivosti a ostatní nejsou nejvyšší sazby ve srovnání s jinými typy jednotek se objevily. Nicméně, v roce 1938, Philips obnovil práci. Motory se staly používá k pohonu generátorů v neelektrofitsirovannyh oblastech. V roce 1945, inženýři společnosti našli je jinak používat: v případě, že hřídel točit elektrický motor, chlazení hlavy válců přichází do minus sto devadesát stupňů Celsia. Pak bylo rozhodnuto, které mají být používány v chladících systémech zlepšila Stirlingův motor.

Princip fungování

Činnost motoru je pro provoz na termodynamických cyklů, ve kterých se vyskytuje v různých komprese teploty a expanzi. Tak pracovní regulaci proudění tekutiny je realizováno změnou objemu (nebo tlak - v závislosti na modelu). To je princip většiny těchto zařízení, která může mít různé funkce a režimy konstrukce. Motory mohou být s vratným nebo rotačním. Stroje se svými jednotkami působit jako tepelná čerpadla, chladiče, tlakové generátory a tak dále.

Kromě toho, tam jsou otevřené motocykly, kde je regulace průtoku realizované prostřednictvím ventilů. Které se nazývají motory Erickson, kromě běžného názvu uveden název Stirling. ICE užitečná práce se provádí po předběžném stlačení vstřikování vzduchu a paliva, topení vzniklá směs se smíchá s spalování a expanze.

Pracovní princip motor Stirling je stejný: při nízké teplotě je stlačena, a při vysoké - expanzi. Nicméně, jiný ohřev se provádí: přívod tepla probíhá z vnějšku skrz stěnu válce. Proto se mu říká externí spalovací motor. Stirling používá periodickou změnu teploty s výtlačného pístu. Poslední plyn se pohybuje z jedné válcové komory do druhé. Na jedné straně neustále nízké teploty, a na druhé straně - vysoká. Při pohybu pístu směrem nahoru plynu se pohybuje z horké studené dutiny a dolů - zpět do horké. První plyn dává hodně tepla lednici a pak se z ohřívače dostane tolik, kolik dal. Mezi ohřívačem a chladničce umístěné regenerátor - dutiny naplněné materiálem, který plyn vydává teplo. V regenerátoru zpětného toku vrátí.

hnací systém je spojen s pístem stlačení plynu v chladu a umožňuje rozšířit v horku. Lisováním při nižší teplotě je užitečná práce. Celý systém pracuje čtyři cykly s přerušovaným pohybem. Klikový mechanismus tak zajišťuje kontinuitu. Proto ostré hranice mezi jednotlivými fázemi cyklu není pozorován, a účinnost Stirlingova motoru neklesá.

Vzhledem k výše uvedenému, závěr je, že motor je pístový motor s vnějším přívodu tepla, vyznačující se tím, že pracovní tekutinou neopustí uzavřený prostor a není nahrazen. Stirling výkresy motorů dobře ilustrují zařízení a jeho funkční princip.

Podrobnosti o práci

Sun, elektřiny, jaderná energie nebo jakýkoliv jiný zdroj tepla může dodávat energii do Stirlingova motoru. Princip fungování svého těla je v použití helium, vodík, nebo vzduchu. Dokonalá tepelná cyklus má maximální možnou účinnost od třiceti až čtyřiceti procent. Ale s účinným regeneračním může pracovat i s vyšší účinností. Regenerace, vytápění a chlazení výměníky tepla poskytují vestavěné, bez pracovních olejů. Je třeba poznamenat, že mazání motoru potřebují jen velmi málo. Průměrný tlak ve válci, je obvykle od 10 do 20 MPa. Proto se vyžaduje, vynikající těsnící systém a možnost oleje do pracovní komory.

Srovnávací charakteristiky

Většina pracovníků dnes motory tohoto typu pomocí kapalného paliva. Tak trvalý tlak snadno ovládat, a tím ke snížení emisí. Absence ventilů zajišťuje tichý chod. Síla hromadného srovnatelné motoru s turbodmychadlem, specifický výkon na výstupu se rovná indexu motorové jednotky. Otáčky a točivý moment jsou na sobě nezávislé.

Náklady na výrobu leteckých motorů je mnohem vyšší, než je motor s vnitřním spalováním. Ale ukazuje se, reverzní rychlost v provozu.

výhody

Jakýkoliv model Stirlingova motoru má mnoho výhod:

• Účinnost při moderním designu může být až sedmdesát procent.
• V motoru mají vysokou zapalovací systém, vačkový hřídel a ventily. Není třeba upravit po celou dobu provozu.
• Stirling nemá explozi spalovacího motoru, který je těžký náklad na klikové hřídele, ložisek a spojovacích tyčí.
• Protože nemají takový vliv, že „se motor zastavil.“
• Díky své jednoduchosti může být zařízení provozováno po dlouhou dobu.
• To může běžet na dřevo a jaderných a jakýkoli jiný druh paliva.
• Spalování probíhá vně motoru.

nedostatky

• Hlavní nevýhodou tohoto řešení je jeho spotřeba materiálu.
• Pracovní kapalina se ochladí, protože to, co jsou rozměry podstatně zvýší.
• Na led se stejnými parametry nezbytné použít vysokého tlaku.
• Při práci tělesné teplo se přivádí přes stěnu výměníku tepla, ve kterém je omezené tepelné vodivosti.
• Pro změnu výkonu motoru, změnu hlasitosti vyrovnávací nádrže, průměrný tlak pracovní tekutiny, fázový úhel mezi přesazení a pístu.

přihláška

V současné době je generátor Stirlingův motor používá v mnoha oblastech. Jedná se o univerzální zdroj elektrické energie v chladničkách, čerpadel, ponorek a solárních elektráren. Je to díky použití různých druhů paliv existuje možnost jeho širokého užití.

znovuzrození

Tyto motory opět začaly růst díky Philips. V polovině dvacátého století, že podepsala dohodu General Motors. Vedla vývoj Stirling pro použití ve vesmíru a podmořských zařízení, lodí a automobilů. Po nich jinou společností ze Švédska, Spojené Stirling, se zapojil do jejich rozvoje, včetně možného využití v osobních automobilech.

Dnes lineární Stirlingův motor je použit na podmořských zařízení, kosmický a solární zařízení. Velký zájem na tom je způsobena v důsledku významu problematiky degradace životního prostředí, stejně jako snižování hluku. V Kanadě a Spojených státech, Německu a ve Francii a Japonsku se aktivně snaží rozvíjet a zlepšovat jejich používání.

budoucnost

Zřejmé výhody, které má píst a rotační motor z Stirling spočívající v dlouhé životnosti, použití různých paliv, nízkou hlučností a nízkou toxicitu, je to velmi slibný spalovací motor pro pozadí. Avšak vzhledem k tomu, že spalovací motor za všech okolností s cílem zlepšit, to nemůže být snadno odmítnout. V každém případě se jedná o motor dnes zaujímá vedoucí postavení, a přijmout je v blízké budoucnosti nemá v úmyslu.