Stirling engine - prinsip gawé. The-hawa tiis engine Stirling (poto)

Stirling engine, prinsip nu qualitatively béda ti biasa pikeun sakabéh mesin durukan internal, sakali ieu panungtungan bersaing. Sanajan kitu, dina sababaraha waktos poho ngeunaan eta. Salaku motor ieu dipaké kiwari, naon anu prinsip operasi na (dina artikel nu bisa ogé kapanggih motor Stirling gambar nu demonstrate karyana), sarta naon prospek pikeun pamakéan nu bakal datang, tingali di handap.

dongeng

Dina 1816, Robert Stirling di Skotlandia ieu dipaténkeun engine panas, ngaranna kiwari keur ngahargaan ka manggihan na. Mesin hawa panas mimiti anu nimukeun saméméh anjeunna. Tapi Stirling ditambahkeun kana alat cleaner yén dina literatur teknis disebut regenerator atawa exchanger panas. Hatur nuhun ka anjeunna, ngaronjat kinerja mesin bari nyekel Unit dina panas.

Engine dicaritakeun mesin uap paling awét sadia wanoh, saprak manehna pernah exploded. Sateuacan anjeunna, motor séjén masalah anu model kitu mindeng kapanggih. Sanajan kasuksésan mimiti, dina awal abad ka, ti perkembangannya ditolak, sabab eta geus jadi kirang ongkos-éféktif dina ngabandingkeun jeung lajeng munculna séjén durukan mesin internal jeung motor listrik. Sanajan kitu, Stirling ieu masih dipake dina sababaraha industri.

engine durukan éksternal

Prinsip operasi sadaya mesin panas nyaéta yén pasukan mékanis badag ti ku komprési tiis dina kaayaan dimekarkeun pikeun gas diperlukeun. Pikeun demonstrate pangalaman ieu bisa dilaksanakeun ku dua pot ngeusi cai tiis sarta panas ogé botol. dimungkinkeun dina ieu dipped di cai tiis, tube colokan, teras dialihkeun ka panas. Nalika gas dina botol mimiti ngalaksanakeun pagawean mékanis jeung ejects colokan teh. engine durukan éksternal munggaran dumasar kana prosés tuntas. Sanajan kitu, engké manggihan nu sadar yén panas bisa dipaké pikeun pemanasan. Ku kituna, kinerja geus ngaronjat considerably. Tapi sanajan ieu teu mantuan mesin jadi nyebar.

Engké Erickson, insinyur ti Swédia, ningkat kurban design tiis jeung gas dipanaskeun dina tekanan angger tinimbang polumeu. Hasilna, loba salinan mimiti dipaké pikeun digawé di Pertambangan, dina kapal na di percetakan. Tapi keur crews, maranéhanana éta beurat teuing.

Durukan mesin éksternal ti Philips

motor ieu tina jenis handap:

• uap;
• nu turbin uap;
• Stirling.

Jinis dimungkinkeun teu ngamekarkeun alatan reliabiliti low jeung batur teu ongkos pangluhurna dibandingkeun jenis séjén unit mucunghul. Sanajan kitu, dina 1938, Philips geus dihanca karya. Mesin geus jadi dipaké pikeun ngajalankeun Generators di wewengkon neelektrofitsirovannyh. Dina 1945, insinyur parusahaan geus kapanggih aranjeunna disebutkeun make: lamun aci pikeun spin hiji motor listrik, anu cooling tina sirah silinder datang ka dikurangan saratus salapan puluh darajat Celsius. Mangka ieu mutuskeun pikeun dipaké dina sistim refrigeration ningkat Stirling engine.

prinsip operasi

Peta motor téh ka beroperasi dina siklus termodinamika, nu lumangsung di varying komprési suhu sarta ékspansi. Kituna teh angger ngocor cairan gawé geus sadar ku varying volume (atawa tekanan - gumantung modél). Ieu prinsip mayoritas mesin ieu, nu bisa boga fungsi béda jeung schemes desain. Mesin bisa jadi reciprocating atanapi usaha Rotary. Mesin kalayan unit maranéhanana beroperasi sakumaha numput panas, coolers, Generators tekanan jeung saterusna.

Sajaba ti éta, aya mesin buka-siklus, dimana Perda aliran ieu sadar ngaliwatan valves. Yen aranjeunna disebut mesin Erickson, di sagigireun ngaran umum nami Stirling. The ICE karya mangpaat dilumangsungkeun sanggeus pre-compressing hawa jeung suluh suntik, Élmu sarta Téknik campuran hasilna ieu dicampur jeung durukan jeung perluasan.

The Stirling prinsip engine kerja anu sami: di hawa tiis geus dikomprés, sarta di luhur - ékspansi. Sanajan kitu, pemanasan béda dilumangsungkeun: panas disadiakeun ti luar ngaliwatan tembok silinder. Ku alatan éta, anjeunna disebut mesin durukan éksternal. Stirling dipaké parobahan suhu periodik jeung piston kapindahan. gas panungtungan ngalir ti salah chamber silinder ka nu sejen. Di hiji sisi, terus hawa tiis, sarta dina sejenna - tinggi. Lamun pindah piston nu luhur belah gas tina panas jeung rongga tiis tur handap - balik kana panas. gas mimiti méré pisan panas kulkas, lajeng ti manaskeun éta narima saloba anjeunna masihan. Antara manaskeun sarta regenerator kulkas lokasina - a rongga dieusi ku bahan nu gas méré kaluar panas. Dina regenerator aliran sabalikna mulih eta.

Sistim propellant disambungkeun kalayan piston a compressing gas dina tiis tur sahingga rék dilegakeun di panas. Ku komprési dina hawa handap karya mangpaat. Sakabeh sistem ngalir opat siklus kalawan gerak intermittent. mékanisme engkol sahingga ensures continuity. Ku alatan éta, wates seukeut antara tahapan siklus henteu katalungtik, jeung kekecapan engine Stirling henteu ngurangan.

Tempo di luhur, kacindekan teh nya eta mesin téh engine piston kalawan suplai panas éksternal, wherein cairan digawé henteu ninggalkeun spasi enclosed na teu diganti. gambar mesin Stirling ngagambarkeun ogé alat jeung prinsip operasi na.

wincik karya

Sun, listrik, tanaga nuklir atawa sumber panas lianna bisa nyadiakeun tanaga kana mesin Stirling. Prinsip operasi awakna aya dina pamakéan hélium, hidrogén, atawa hawa. siklus termal sampurna boga efisiensi maksimum mungkin tina tina tilu puluh nepi ka opat puluh persen. Tapi kalawan regenerator éféktif eta tiasa dianggo tur kalawan efisiensi leuwih luhur. Kaderisasi, panas jeung panas cooling exchanger nyadiakeun diwangun, tanpa minyak berpungsi. Ieu kudu dicatet yén lubrication engine peryogi pisan saeutik. Tekanan rata di silinder kasebut biasana ti 10 nepi ka 20 MPa. Ku alatan éta, merlukeun hiji sistem sealing unggulan sarta kamungkinan minyak nuliskeun chamber berpungsi.

ciri komparatif

Paling pagawe mesin dinten tina tipe ieu migunakeun suluh cair. Kituna tekanan kontinyu gampang dikawasa, kukituna ngurangan emisi. Henteuna valves nyadiakeun operasi sepi. Kakawasaan engine massa comparable kalawan turbocharging, daya husus diala dina output sarua jeung indéks tina Unit solar. Laju na torsi anu bebas unggal lianna.

Biaya produksi engine téh loba nu leuwih luhur ti mesin durukan internal. Tapi tétéla laju sabalikna di operasi.

kaunggulan

Sagala modél mesin Stirling boga loba kaunggulan:

• Efisiensi dina desain modern bisa nepi ka tujuh puluh persen.
• Dina mesin boga sistem ignition tinggi, camshaft a jeung valves. Teu perlu disaluyukeun salila sakabéh jaman operasi.
• Stirling teu boga ledakan di mesin durukan internal, nu mangrupakeun beban beurat dina crankshaft, arah sarta nyambungkeun rod.
• Sabab teu boga pangaruh anu, nyebutkeun yen "mesin stalled".
• Hatur nuhun kana kesederhanaan na alat nu bisa dioperasikeun pikeun lila.
• Ieu bisa dijalankeun dina kai, sarta inti na naon tipe séjén suluh.
• Durukan lumangsung luar tina motor.

shortcomings

• Nu disadvantage utama desain anu pamakéanana bahan.
• Cairan gawe bisa leuwih tiis, kusabab naon diménsi anu substansi ngaronjat.
• Pikeun ICE kalayan ciri nu sarua perlu ngagunakeun tekanan tinggi.
• Ku digawé panas awakna disadiakeun ngaliwatan tembok tina exchanger panas, numana konduktivitas termal kawates.
• Pikeun ngarobah kakuatan mesin, ngarobah volume bak panyangga, tekanan rata cairan digawé, juru fase antara displacer na piston.

aplikasi

Ayeuna, anu generator engine Stirling dipaké dina loba widang. Ieu mangrupakeun sumber serbaguna énergi listrik di kulkas, numput, kapal selam jeung pembangkit listrik surya. Éta ngaliwatan pamakéan rupa-rupa suluh aya hiji kamungkinan pamakéan nyebar na.

rebirth

mesin ieu deui mimiti tumuwuh berkat Philips. Di tengah abad ka dinya geus nandatanganan hiji pasatujuan Umum motor. Manehna mingpin ngembangkeun Stirling keur dipake dina spasi jeung alat di jero cai, kapal na mobil. Sanggeus éta parusahaan lianna ti Swédia, Serikat Stirling, jadi aub dina ngembangkeun maranéhanana, kaasup ngagunakeun mungkin di mobil penumpang.

Dinten engine linier Stirling dipaké dina pamasangan subsea, kosmis jeung alat surya. Dipikaresep hébat kana eta disababkeun alatan dina relevansi sahiji isu ngeunaan degradasi lingkungan, sakumaha ogé kadali noise. Di Kanada sareng Amérika Serikat, Jerman sarta Perancis, jeung Jepang aktip néangan pikeun ngembangkeun sarta ngaronjatkeun pamakéan na.

mangsa nu bakal datang

Atra kaunggulan anu ngabogaan piston jeung hiji mesin usaha Rotary tina Stirling diwangun dina kahirupan layanan lila, pamakéan suluh béda, noise lemah sareng karacunan low, ngajadikeun hiji mesin durukan internal pisan ngajangjikeun pikeun latar. Sanajan kitu, tinangtu kanyataan yén mesin durukan internal sepanjang waktos pikeun ngaronjatkeun, mémang teu gampang PHK. Atoh, ieu mesin kiwari ngawengku hiji posisi ngarah, sarta nyandak éta dina mangsa nu bakal datang teu diniatkeun.