Stirling motor - Parimi i punës. Të ulët të temperaturë Stirling motor (foto)

Stirling motor, parimi i së cilës është cilësisht e ndryshme nga e zakonshme për të gjithë e motorit me djegie të brendshme, pasi ishte i fundit për të konkurruar. Megjithatë, në një kohë të harruar në lidhje me të. Si ky motor është përdorur sot, ajo që është parimi i funksionimit të saj (në artikull mund të gjendet edhe vizatimet e Stirling motorike që tregojnë punën e tij), dhe çfarë janë perspektivat për përdorim në të ardhmen, shih më poshtë.

histori

Në 1816, Robert Stirling në Skoci është patentuar motor ngrohjes, i quajtur sot në nder të shpikësit të saj. Motorët e parë e nxehtë e ajrit u shpik para tij. Por Stirling shtuar në të pastër pajisje që në literaturën teknike quhet një rigjenerator ose një exchanger ngrohjes. Në sajë të tij, rrit performancën e motorit, ndërsa mbajtjen njësinë në ngrohjes.

Engine pranoi më të qëndrueshme motor me avull në dispozicion në atë kohë, pasi ai kurrë nuk shpërtheu. Para tij, motorët e tjera një problem i tillë ndodh shpesh. Megjithë suksesin e hershme, në fillim të shekullit XX, nga zhvillimi i saj ra, siç ka bërë më pak kosto-efektive në krahasim me zhvillim pastaj tjerë motorët me djegie të brendshme dhe motore elektrike. Megjithatë, Stirling është përdorur ende në disa industri.

motor me djegie të jashtme

Parimi i funksionimit të të gjithë motorëve të nxehtësisë është se forcat e mëdha mekanike sesa me një ngjeshje të ftohtë në shtetin e zgjeruar për gazin e nevojshme. Për të demonstruar këtë përvojë mund të kryhet me dy pots mbushura me ujë të ftohtë dhe të nxehtë, si dhe një shishe. Ky i fundit është i zhytur në ujë të ftohtë, tub plug, pastaj transferohen në një të nxehtë. Kur gazi në shishe fillon për të kryer punë mekanike dhe ejects spinën. Motori i parë me djegie të jashtme të bazuar në procesin plotësisht. Megjithatë, më vonë shpikësi kuptuar se ngrohjes mund të përdoret për ngrohje. Kështu, performanca është rritur ndjeshëm. Por edhe kjo nuk e ka ndihmuar motori të bëhet i përhapur.

Më vonë Erickson, një inxhinier nga Suedia, përmirësuar oferta dizajn ftohur dhe gazit të nxehtë në presion të vazhdueshëm në vend të vëllimit. Si rezultat i kësaj, një shumë e kopjeve filloi të përdoret për punë në miniera, në anije dhe në shtypje. Por për ekipet, ata ishin shumë të rënda.

Engines jashtme Djegie nga Philips

Këto motorët janë nga llojet e mëposhtme:

• me avull;
• turbinë avull;
• Stirling.

Lloji i fundit nuk e ka zhvilluar për shkak të besueshmërisë së ulët dhe të tjerët nuk janë normat më të larta në krahasim me llojet e tjera të njësive shfaq. Megjithatë, në vitin 1938, Philips ka rifilluar punën. Engines janë bërë përdorur për të përzënë gjeneratorët në zonat neelektrofitsirovannyh. Në vitin 1945, inxhinierët e kompanisë kanë gjetur ata ndryshe përdorimi: nëse bosht të tjerr një motor elektrik, ftohje e kokë cilindër vjen në minus 190 gradë Celsius. Pastaj ai u vendos që do të përdoret në sisteme ftohje përmirësuar motor Stirling.

Parimi i funksionimit

Veprimi i motorit është për të vepruar në ciklet termodinamik, në të cilin ndodh në ndryshme compression temperaturës dhe zgjerimin. Kështu punës rregullorja lëngu rrjedha realizohet duke ndryshuar vëllimin (ose presion - në varësi të modelit). Ky është parimi i shumicës së këtyre makinave, të cilat mund të ketë funksione të ndryshme dhe skemat e projektimit. Motorët mund të jetë reciprok ose rrotullues. Makinat me njësitë e tyre të veprojë si pompat e ngrohjes, coolers, gjeneratorë presion dhe kështu me radhë.

Përveç kësaj, nuk janë motorë të hapur-ciklit, ku rregullimi rrjedha realizohet përmes valvulave. Se ata janë quajtur engines Erickson, përveç emrin e përbashkët emri i Stirling. ICE punë i dobishëm kryhet pas para kompresimit injektimin e ajrit dhe karburantit, ngrohje përzierje që rezulton u përzier me djegies dhe zgjerimit.

Parimi motor punuar Stirling është i njëjtë: në temperaturë të ulët është i ngjeshur, dhe në të lartë - zgjerimin. Megjithatë, ngrohje të ndryshme kryhet: ngrohjes furnizohet nga jashtë përmes murit cilindër. Prandaj, ai është quajtur një motor me djegie të jashtme. Stirling përdoret ndryshimin periodike temperaturë me zhvendosjen pistoni. gazi fundit lëviz nga një dhomë cilindër në një tjetër. Nga njëra anë, temperatura vazhdimisht të ulët, dhe nga ana tjetër - të lartë. Kur lëviz pistoni lëviz rritëse gaz nga hot në zgavrën e ftohtë dhe poshtë - përsëri në të nxehtë. gazi i parë jep një shumë të ngrohjes frigoriferin, dhe pastaj nga ngrohës merr sa më shumë që ai i dha. Midis ngrohës dhe një rigjenerues frigorifer vendosur - një zgavër të mbushur me një material që i jep gaz off ngrohjes. Në rigjenerues kundërt të rrjedhës kthen atë.

sistemi shtytës është i lidhur me një piston compressing të gazit në të ftohtë dhe duke i lejuar për të zgjeruar në të ngrohjes. Nga compression në një temperaturë më të ulët punë të dobishme. I gjithë sistemi shkon katër cikle me lëvizje të përhershme. Mekanizmi Crank kështu siguron vazhdimësinë. Prandaj, kufijtë mprehta midis fazat e ciklit nuk është vërejtur, dhe efikasiteti motor Stirling nuk ulet.

Duke marrë parasysh sa më sipër, përfundimi është se motori është një motor piston me një furnizimit me ngrohje të jashtëm, ku lëngu të punës nuk ka lënë hapësirë të mbyllur dhe nuk është zëvendësuar. Vizatimet motor Stirling ilustrojnë edhe pajisjen dhe parimin e saj operativ.

detajet e punës

Sun, energji elektrike, energjia bërthamore apo ndonjë burim tjetër të ngrohjes mund të furnizimit me energji në motor Stirling. Parimi i funksionimit të trupit të tij është në përdorimin e helium, hidrogjen, ose ajri. Cikli Perfect termike ka efikasitetin maksimal të mundshëm të nga tridhjetë deri dyzet për qind. Por me një rigjenerues efektive ajo mund të punojnë dhe me efikasitet më të lartë. Rigjenerim, ngrohje dhe ngrohjes ftohje exchangers sigurojë ndërtuar, pa vajra të punës. Duhet të theksohet se motori vajosje nevojë për shumë pak. Presioni mesatar në cilindër është zakonisht nga 10 deri në 20 MPa. Prandaj, ajo kërkon një sistem të shkëlqyer nënshkrimin dhe mundësinë e naftës që hyjnë në dhomë pune.

Karakteristikat krahasuese

Shumica e punëtorëve motorët sot të këtij lloji, duke përdorur lëndë djegëse të lëngshme. Kështu presioni i vazhdueshëm kontrollohet lehtësisht, duke reduktuar emetimet. Mungesa e valvulave siguron funksionimin qetë. Fuqia e motorit në masë të krahasueshme me turbon, fuqia specifike të marra në prodhim është e barabartë me indeksin e njësisë naftë. Shpejtësia dhe çift rrotullues janë të pavarur nga njëri-tjetri.

Kostoja e prodhimit të motorit është shumë më e lartë se motorit me djegie të brendshme. Por kjo rezulton normën kundërt në operacion.

Përparësitë

Çdo model i motorit Stirling ka përparësi të shumta:

• Efikasiteti në dizajn modern mund jetë deri në shtatëdhjetë për qind.
• Në motor kanë sistem të lartë ndezjen, një shufër me gumga dhe valvulave. Ajo nuk ka nevojë të rregullohen gjatë gjithë periudhës së funksionimit.
• Stirling nuk ka shpërthim në motor me djegie të brendshme, e cila është një peshë e rëndë mbi bosht me gunga, kushineta dhe shufra lidh.
• Si ata nuk kanë këtë efekt, duke thënë se "motori ngecur."
• Në sajë të thjeshtësisë së tij pajisja mund të operohet për një kohë të gjatë.
• Ajo mund të kandidojë në dru, dhe bërthamor dhe çdo lloj tjetër të karburantit.
• Djegie zhvillohet jashtë e motorit.

mangësi

• Disavantazhi kryesor i projektimit është konsumi i saj i materialeve.
• Lëngu duke punuar për të ftohur, për shkak të asaj që dimensionet janë rritur ndjeshëm.
• Për akull me karakteristika të barabarta e nevojshme për të përdorur një tension të lartë.
• Duke punuar me nxehtësinë e trupit është furnizuar përmes murit të shkëmbyesit të nxehtësisë, në të cilën përçueshmëri termike të kufizuar.
• Për të ndryshuar fuqinë e motorit, të ndryshuar volumin e tank tampon, presionin mesatar të lëngjeve të punës, këndit të fazës ndërmjet displacer dhe pistoni.

kërkesë

Aktualisht, gjenerator motor Stirling përdoret në shumë fusha. Ajo është një burim i gjithanshëm i energjisë elektrike në frigoriferë, pompa, nëndetëset dhe termocentralet diellore. Kjo është përmes përdorimit të llojeve të ndryshme të karburantit ka një mundësi të përdorimit të saj të gjerë.

rilindje

Këto motorë përsëri filloi të rritet në sajë të Philips. Në mes të shekullit të njëzetë ka nënshkruar një marrëveshje General Motors. Ajo udhëhoqi zhvillimin e Stirling për përdorim në hapësirë dhe pajisje nënujore, anije dhe makina. Pas tyre kompani tjetër nga Suedia, Shtetet Stirling, u përfshinë në zhvillimin e tyre, duke përfshirë edhe përdorimin e mundshëm në makinat e pasagjerëve.

Sot linear Stirling motor është përdorur në instalimet subsea, kozmik dhe pajisjeve diellore. Me interes të madh në të është shkaktuar për shkak të rëndësisë së çështjeve të degradimit të mjedisit, si dhe kontrollin e zhurmës. Në Kanada dhe Shtetet e Bashkuara, Gjermania dhe Franca, dhe Japonia janë në mënyrë aktive duke kërkuar për të zhvilluar dhe për të përmirësuar përdorimin e saj.

e ardhmja

avantazhe të dukshme që ka një piston dhe një motor rrotullues e të Stirling konsiston në jetë të gjatë shërbimit, përdorimi i lëndëve djegëse të ndryshme, zhurmë të ulët dhe toksicitet të ulët, e bën atë një motor shumë premtues me djegie të brendshme për sfond. Megjithatë, duke pasur parasysh faktin se motori me djegie të brendshme në çdo kohë për të përmirësuar, ajo nuk mund të shkarkohet lehtë. Gjithsesi, kjo është motori sot zë një pozicion drejtues, dhe të marrin ato në të ardhmen e afërt nuk ka ndërmend të.