Stirling mootor - tööpõhimõte. Madala temperatuuri Stirling mootor (foto)

Stirling mootor, mille põhimõte on kvalitatiivselt erinev tavalisest kõik sisepõlemismootor, kui oli viimane konkureerida. Kuid mingil ajal unustas. Kuna see mootor on kasutatud juba täna, milline on tööpõhimõtet (tootes võib leida ka mootori Stirling joonised, mis näitavad tema töö), ja millised on väljavaated tulevikus kasutamiseks vt allpool.

lugu

1816., Robert Stirling Šotimaal oli patenteeritud soojuse mootor, nimega täna au selle leiutaja. Esimene kuuma õhu mootorid leiutati enne teda. Aga Stirling seadmesse lisatud puhasti et tehnilises kirjanduses nimetatakse regenerator või soojusvaheti. Tänu temale kasvas mootori võimsust hoides seadet soojust.

Mootori tunnistas kõige vastupidavam aurumasin ajal saadaval, kuna ta ei ole kunagi plahvatas. Enne teda, teised mootorid selline probleem ilmneb sageli. Vaatamata alguses edu, et kahekümnenda sajandi alguses, selle arengu vähenenud, sest see on muutunud vähem tasuv võrreldes areneva siis teiste sisepõlemismootorite ja elektrimootorid. Kuid Stirling oli kasutatakse mõnedes tööstusharudes.

Välised sisepõlemismootor

Tööpõhimõte kõigi soojusjõumasinates on see, et suur mehaaniline jõud kui külma compression laiendatud olekus gaasi vaja. Selle demonstreerimiseks kogemus võib läbi viia kahe pottides täis külma ja sooja vee samuti pudeli. Viimast kastetakse külma veega, plug toru, seejärel üle kuumaks. Kui gaasi pudelis algab mehhaanilise töö ja väljastab pistik. Esimese välise sisepõlemismootor põhineb protsessi täielikult. Kuid hiljem leiutaja aru, et soojust saab kasutada kütmiseks. Seega tulemuste märgatavalt suurenenud. Kuid isegi see ei aidanud mootori levinud.

Hiljem Erickson, insener, Rootsi, täiustatud disain pakub jahutatakse ja soojendatud gaasil konstantse rõhu juures asemel maht. Selle tulemusena palju koopiaid hakati kasutama töö kaevandustes, laevadel ja trükkimine. Aga meeskondade nad olid liiga rasked.

Välised Plahvatusmootorite Philips

Need mootorid on järgmist tüüpi:

• auru;
• auruturbiini;
• Stirling.

Viimane tüüp ei tekkinud tänu madala usaldusväärsuse ja teised mitte kõrgemaid võrreldes teiste ühikute ilmunud. Kuid 1938. aastal, Philips on jätkanud tööd. Mootorid on harjunud sõitma generaatorid neelektrofitsirovannyh valdkondades. Aastal 1945 on ettevõtte insenerid on leidnud, et need muul viisil kasutada: kui võlli pöörlemist elektrimootor, jahutamiseks silindripea on miinus 190 kraadi Celsiuse järgi. Siis otsustati kasutada jahutussüsteemid paranenud Stirling mootor.

tööpõhimõte

Toimel mootor peab toimima termodünaamiline tsüklit, milles esineb suurte temperatuurikõikumiste suruda ja laiendamiseks. Seega töövedeliku voolu reguleerimissüsteemi realiseerub varieerides maht (või surve - olenevalt mudelist). See on põhimõte enamik neist masinad, mis võivad olla erinevad funktsioonid ja disain skeeme. Mootori võib kolb- või pöörlevad. Masinad oma üksused tegutsevad soojuspumpade, jahutite, surve generaatorid ja nii edasi.

Lisaks on avatud tsükliga mootori kus voolu reguleerimise realiseerub läbi valves. Et nad on kutsutud mootorid Erickson peale ühise nime nime Stirling. ICE kasuliku tööna viiakse läbi pärast eelnevalt õhu kokkusurumiseks ja sissepritse, kuumutades Saadud segu segatakse põlemist ja laiendamiseks.

Stirling mootor tööpõhimõte on sama: madalal temperatuuril surutakse ja kõrge - laienemine. Siiski erinevad soojendamine läbi: soojus juhitakse väljastpoolt läbi silindri seina. Seetõttu nimetatakse teda välise sisepõlemismootor. Stirling kasutatakse perioodilist temperatuuri muutust väljatõrjumisgaasi kolvi. Viimase gaasi liigub ühest silindrikamber teise. Ühelt poolt, pidevalt madalal temperatuuril ja teiselt - kõrge. Kui kolb liigub ülespoole gaasi liigub kuum külm süvend ja alla - tagasi kuum. Esimese gaasi annab palju soojust külmkapis ja seejärel kerise saab nii palju kui ta andis. Vahel kütteseadme ja külmkapp asub regenerator - õõnsus täidetud materjali gaasi annab sooja välja. Pööratud voolu regenerator tagastab selle.

propellentsüsteemis on ühendatud kolviga kokku gaasi külmas ja võimaldades laieneda soojust. Pressimise madalamal temperatuuril kasulikku tööd. Kogu süsteem töötab neli tsüklit vahelduva liikumise. Crank mehhanism tagab seega järjepidevus. Seetõttu teravad piirid etappides ei täheldatud ning Stirling mootor tõhususe ei vähene.

Arvestades eespool esitatud järeldust, et mootor on kolbmootor välise soojavarustus, kus töövedeliku ei jäta suletud ruumis ja ei asendata. Stirling mootor joonised illustreerivad hästi seade ja selle tööpõhimõte.

üksikasjad töö

Sun, elekter, tuumaenergia või muu soojusallika võimalik pakkuda energiat Stirling mootor. Tööpõhimõte tema keha on kasutamise heelium, vesinik, või õhk. Perfect termotsüklit on maksimaalne võimalik efektiivsus 30-40 protsenti. Aga tõhus regenerator see võib töötada ja kasutegur. Regeneration, kütte ja jahutuse soojusvahetid pakuvad sisseehitatud ilma tööta õlid. Tuleb märkida, et mootori määrimise vaja väga vähe. Keskmine survet silindris on tavaliselt 10-20 MPa. Seetõttu nõuab suurepärast Sulgemissüsteem ja võimalust õli sisenevad tööruumis.

Võrdlev omadused

Enamik töötajaid täna mootorid seda tüüpi vedelkütusel. Seega pideva surve kergesti kontrollitav, vähendades heitmeid. Puudumine klapid annab vaikse töö. Võimu mass võrreldav mootor turbo, spetsiifiline energia saadakse väljundis võrdub indeks diiselmootorit. Kiirus ja pöördemomenti on üksteisest sõltumatud.

Maksumus mootori toodang on palju suurem kui sisepõlemismootor. Aga selgub vastupidine määra operatsiooni.

eelised

Iga mudel Stirling mootor on palju eeliseid:

• Kasutegur kaasaegne disain võib olla kuni seitsekümmend protsenti.
• Mootori on kõrge süütesüsteem, et nukkvõlli ja ventiilid. See ei vaja kohandada ajal kogu tegutsemise aja jooksul.
• Stirling ei ole plahvatuse sisepõlemismootor, mis on suure koormuse väntvõlli laagrid ja kepsud.
• Kuna nad ei ole selle kohta, öeldes, et "mootor seiskunud."
• Tänu oma lihtsusele seade võib töötada pikka aega.
• See võib sõita puidu ja tuuma ja mis tahes muud tüüpi kütust.
• Põlemine toimub väljaspool mootorit.

puudusi

• Peamine puudus on kujundus tarbimist materjale.
• Töövedeliku jahutada, sest mida mõõtmetest on oluliselt suurendada.
• Suhe ICE võrdse vajalikud omadused kasutada kõrge rõhu all.
• Tehes keha saab soojuse läbi seina soojusvaheti, milles piiratud soojusjuhtivus.
• Et muuta mootori võimsus, helitugevuse muutmiseks puhvermahutisse, keskmine rõhk töövedeliku faasinihkest vahel väljatõrjujat ja kolbi.

taotlus

Praegu Stirling mootor generaatori kasutatakse paljudes valdkondades. See on mitmekülgne elektrienergia allikas külmikud, pumbad, allveelaevad ja päikese elektrijaamad. On abil erinevat tüüpi kütuse on võimalus oma laialdast kasutamist.

taassünni

Need mootorid uuesti hakkas kasvama tänu Philipsi. Keset kahekümnendal sajandil on sõlminud lepingu General Motors. Ta juhtis arengu Stirling kasutamiseks ruumi ja veealuse seadmeid, laevu ja autosid. Pärast neid teiste ettevõtete, Rootsi, Ameerika Stirling, sai kaasatud nende arengut, sealhulgas võimalikku kasutamist sõiduautodele.

Täna lineaarne Stirling mootor kasutatakse veealuste seadmete, kosmilise ja päikese seadmeid. Suurt huvi selle tõttu tekkinud asjakohasuse küsimusi keskkonna halvenemise, samuti müra kontrolli. Kanada ja Ameerika Ühendriigid, Saksamaa ja Prantsusmaa ja Jaapan otsivad aktiivselt arendada ja parandada selle kasutamist.

tulevikus

Ilmsed eelised, mis on kolvi ja pöörleva mootori kohta Stirling seisneb pikk kasutusiga, kasutada erinevaid kütuseid, madal müratase ja madal toksilisus, muudab väga paljutõotav sisepõlemismootor tausta. Kuid arvestades asjaolu, et sisepõlemismootor alati parandada, ei saa lihtsalt jätta. Igatahes, see on mootori täna hõivab juhtpositsiooni ning võtma neid lähitulevikus ei kavatse.