Самодельный токарный станок для домашней мастерской
DW HOBBY Rainbow — летающее крыло из ЕПП
Полукопия FMS P-47 Thunderbolt
Двухметровый зальник По-2
Делаем радиоуправляемый самолет JA 37 Viggen своими руками
Двигатели Стирлинга
Обзоры — Развлекушки
Автор: Administrator
Высокотемпературный двигатель Стирлинга.
«>
Отличный подарок авиатору, моделисту или просто человеку увлеченному небом или самолетами.
Стирлинги бывают и низкотемпературными.
Этот сувенирный двигатель можно взять на работу и ставить на кружку с чаем или кофе и тепло сохраняет и крутится привлекая внимание
Не все варианты тепловых двигателей бесполезны, эта вариация вырабатывает электроэнергию.
Правда мощность мала, но светодиод запиать можно без проблем! Отличный подарок для любознательного ребенка!
А вот самоездящая модель автомобиля на базе двигателя внешнего сгорания.
Если бы цивилизация пошла по пути развития двигателей Стирлинга, то электрокар Тесла еще долго бы не повился в продаже! Зачем нужен электрокар, если можно ездить на угле, дереве или топливных брикетах из бытовых отходов?
Самую простую модель двигателя Стирлинга можно сделать своими руками за 5 минут.
На более сложную модель придется потратить чуть больше времени, но, оно того стоит!
А если вам не хочется тратить свое время на рукоблудство, закажите Стирлинг по интернету!
Aircraft Hot Air Engine Купить: BangGood DANIU 34x23cm Heat-resistant Silicone Купить: BangGood Hot Air Stirling Engine Купить: BangGood Stirling Engine Car Model Купить: BangGood
Исследовательская работа по теме «Конструирование модели двигателя Стирлинга»
«Современная профориентация педагогов и родителей, перспективы рынка труда и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
2 слайд
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: разработка и изготовление модели двигателя Стирлинга.
3 слайд
Задачи: Поиск среди средств массовой информации и других источников материала по данной теме. Формирование конструкторских навыков. Рассмотреть устройство и применение двигателя Стирлинга от исторических фактов до современности. По найденным чертежам и описаниям создать действующую модель двигателя Стирлинга. Привлечение внимания сверстников к конструированию. Проанализировать полученные знания по данной теме.
4 слайд
5 слайд
Рабочий цикл двигателя Стирлинга: 1 2 3 4
6 слайд
КОНФИГУРАЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА Альфа-Стирлинг Бета-стирлинг Гамма-Стирлинг
7 слайд
НЕДОСТАТКИ: Недостатки НННННН Материалоёмкость — основной недостаток двигателя. У двигателей внешнего сгорания вообще, и двигателя Стирлинга в частности, рабочее тело необходимо охлаждать, и это приводит к существенному увеличению массогабаритных показателей силовой установки за счёт увеличенных радиаторов. Для получения характеристик, сравнимых с характеристиками ДВС, приходится применять высокие давления (свыше 100 атм) и специальные виды рабочего тела — водород, гелий. Тепло не подводится к рабочему телу непосредственно, а только через стенки теплообменников. Стенки имеют ограниченную теплопроводность, из-за чего КПД оказывается ниже, чем можно было ожидать. Горячий теплобменник работает в очень напряжённых условиях теплопередачи, и при очень высоких давлениях, что требует применения высококачественных и дорогих материалов. Создание теплообменника, который удовлетворял бы противоречивым требованиям, весьма трудно. Чем выше площадь теплообмена, тем меньше потери тепла. При этом растёт размер теплообменника и объём рабочего тела, не участвующий в работе. Поскольку источник тепла расположен снаружи, двигатель медленно реагирует на изменение теплового потока, подводимого к цилиндру, и не сразу может выдать нужную мощность при запуске.
8 слайд
ПРЕИМУЩЕСТВА: «Всеядность» двигателя — как все двигатели внешнего сгорания (вернее — внешнего подвода тепла), двигатель Стирлинга может работать от почти любого перепада температур: например, между разными слоями в океане, от солнца, от ядерного или изотопного нагревателя, угольной или дровяной печи и т. д. Простота конструкции — конструкция двигателя очень проста, он не требует дополнительных систем, таких как газораспределительный механизм, например. Он запускается самостоятельно и не нуждается в стартере. Его характеристики позволяют избавиться от коробки передач. Однако, как уже отмечалось выше, он обладает большей материалоёмкостью. Увеличенный ресурс — простота конструкции, отсутствие многих «нежных» агрегатов позволяет стирлингу обеспечить небывалый для других двигателей ресурс в десятки и сотни тысяч часов непрерывной работы. Экономичность — в случае преобразования в электричество солнечной энергии стирлинги иногда дают больший КПД (до 31,25 %), чем тепловые машины на пару. Бесшумность двигателя — стирлинг не имеет выхлопа, а значит — не шумит. Бета-стирлинг с ромбическим механизмом является идеально сбалансированным устройством и, при достаточно высоком качестве изготовления, даже не имеет вибраций (амплитуда вибрации меньше 0,0038 мм). Экологичность — сам по себе стирлинг не имеет каких-то частей или процессов, которые могут способствовать загрязнению окружающей среды. Он не расходует рабочее тело. Экологичность двигателя обусловлена прежде всего экологичностью источника тепла. Стоит также отметить, что обеспечить полноту сгорания топлива в двигателе внешнего сгорания проще, чем в двигателе внутреннего сгорания.
9 слайд
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: Настоящие Стирлинги получили самое большое распространение в нашей жизни. Их ставят на подводные лодки, так как эти двигатели совершенно бесшумны, что очень важно для подводного корабля. Их используют как маленькие домашние электростанции, на случай если нет света. Эффективность систем отопления или охлаждения возрастает, если в контуре установлен насос принудительной подачи теплоносителя. Установка электрического насоса снижает живучесть системы, а в быту неприятно тем, что электросчётчик «накручивает» ощутимую сумму. Насос, использующий принцип двигателя Стирлинга, решает эту проблему. Миниатюрные «Стирлинги» выгодно применять для охлаждения датчиков в сверхточных приборах.
Двигатель Стирлинга, принцип работы, конструкция и конфигурации
Двигатель Стирлинга, принцип работы, конструкция и конфигурации.
Двигатель Стирлинга — тепловая машина, в которой рабочее тело, в виде газа или жидкости, движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла.
Двигатель Стирлинга:
Двигатель Стирлинга — тепловая машина, в которой рабочее тело, в виде газа или жидкости, движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания.
Двигатель Стирлинга основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла.
Рис. 1. Двигатель Стирлинга
В XIX веке инженеры хотели создать безопасную замену паровым двигателям того времени, котлы которых часто взрывались из-за высоких давлений пара и неподходящих материалов для их постройки. Хороший вариант появился с созданием двигателя Стирлинга, который мог преобразовывать в работу любую разницу температур.
Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Робертом Стирлингом 27 сентября 1816 года (английский патент № 4081). Однако первые элементарные « двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга. Достижением Стирлинга является добавление узла, который он назвал «эконом». В современной научной литературе этот узел называется «регенератор». Он увеличивает производительность двигателя, удерживая тепло в тёплой части двигателя, в то время как рабочее тело охлаждается. Этот процесс намного повышает эффективность системы. Чаще всего регенератор представляет собой камеру, заполненную проволокой, гранулами, гофрированной фольгой (гофры идут вдоль направления потока газа).
Принцип работы двигателя Стирлинга:
Основной принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередуемых нагревании и охлаждении рабочего тела, например, газа, в закрытом цилиндре.
Известно, что при нагревании газа его объём увеличивается, а при охлаждении — уменьшается. Это свойство газов и лежит в основе работы двигателя Стирлинга.
Двигатель Стирлинга использует цикл Стирлинга, который по термодинамической эффективности не уступает циклу Карно, и даже обладает преимуществом. Дело в том, что цикл Карно состоит из мало отличающихся между собой изотерм и адиабат. Практическое воплощение этого цикла малоперспективно. Цикл Стирлинга позволил получить работающий на практике двигатель в приемлемых размерах.
Рис. 2. Диаграмма «давление-объём» идеализированного цикла Стирлинга
Цикл Стирлинга состоит из четырёх фаз и разделён двумя переходными фазами:
– нагрев,
– расширение,
– переход к источнику холода,
– охлаждение,
– сжатие
– и переход к источнику тепла.
Таким образом, при переходе от тёплого источника к холодному источнику происходит расширение и сжатие газа , находящегося в цилиндре. При этом изменяется давление, за счёт чего можно получить полезную работу.
Нагрев и охлаждение рабочего тела (участки 4 и 2) производится вытеснителем. В идеале количество тепла, отдаваемое и отбираемое вытеснителем, одинаково. Полезная работа производится только за счёт изотерм, то есть зависит от разницы температур нагревателя и охладителя, как в цикле Карно.
Рабочий цикл двигателя Стирлинга beta-типа (наиболее распространенного) выглядит следующим образом:
Рис. 2. Рабочий цикл двигателя Стирлинга
где: a — вытеснительный поршень; b — рабочий поршень; с — маховик; d — огонь (область нагревания); e — охлаждающие ребра (область охлаждения).
1. Внешний источник тепла нагревает газ в нижней части теплообменного цилиндра. Создаваемое давление толкает рабочий поршень вверх (обратите внимание, что вытеснительный поршень неплотно прилегает к стенкам).
2. Маховик толкает вытеснительный поршень вниз, тем самым перемещая разогретый воздух из нижней части в охлаждающую камеру.
3. Воздух остывает и сжимается, рабочий поршень опускается вниз.
4. Вытеснительный поршень поднимается вверх, тем самым перемещая охлаждённый воздух в нижнюю часть. И цикл повторяется.
В машине Стирлинга движение рабочего поршня сдвинуто на 90° относительно движения поршня-вытеснителя. В зависимости от знака этого сдвига машина может быть двигателем или тепловым насосом. При сдвиге 0° машина не производит никакой работы (кроме потерь на трение) и не вырабатывает её.
Преимущества двигателя Стирлинга:
– «всеядность» двигателя. Двигатель Стирлинга может работать от почти любого перепада температур: например, между разными слоями воды в океане, от солнца, от ядерного или изотопного нагревателя, угольной или дровяной печи и т.д.,
– простота конструкции — конструкция двигателя очень проста, он не требует дополнительных систем, таких как газораспределительный механизм. Он запускается самостоятельно и не нуждается в стартере,
– увеличенный ресурс — простота конструкции, отсутствие многих «нежных» узлов позволяет двигателю Стирлинга обеспечить небывалый для других двигателей запас работоспособности в десятки и сотни тысяч часов непрерывной работы,
– экономичность — для утилизации некоторых видов тепловой энергии, особенно при небольшой разнице температур, двигатели Стирлинга часто оказываются самыми эффективными видами двигателей . Например, в случае преобразования в электричество солнечной энергии «стирлинги» иногда дают больший КПД (до 31,25 %), чем тепловые машины на пару,
– экологичность — «стирлинг» не имеет выхлопа, а значит уровень его шума гораздо меньше, чем у поршневых двигателей внутреннего сгорания. Бета-стирлинг с ромбическим механизмом является идеально сбалансированным устройством и, при достаточно высоком качестве изготовления, имеет предельно низкий уровень вибраций (амплитуда вибрации меньше 0,0038 мм). Сам по себе «стирлинг» не имеет каких-то частей или процессов, которые могут способствовать загрязнению окружающей среды. Он не расходует рабочее тело. Экологичность двигателя обусловлена прежде всего экологичностью источника тепла,
– КПД двигателя Стирлинга составляет до 45 %.
Конфигурация и конструкция двигателя Стирлинга:
Существует несколько конфигураций двигателя Стирлинга:
– альфа-Стирлинг — содержит два раздельных силовых поршня в раздельных цилиндрах, один — горячий, другой — холодный. Цилиндр с горячим поршнем находится в теплообменнике с более высокой температурой, с холодным — в более холодном.
У данного вида двигателя отношение мощности к объёму достаточно велико, но, к сожалению, высокая температура «горячего» поршня создаёт определённые технические трудности. Регенератор находится между горячей частью соединительной трубки и холодной,
– бета-Стирлинг — цилиндр всего один, горячий с одного конца и холодный с другого. Внутри цилиндра движутся поршень (с которого снимается мощность) и вытеснитель, разделяющий горячую и холодную полости.
Газ перекачивается из холодной части цилиндра в горячую через регенератор. Регенератор может быть внешним, как часть теплообменника, или может быть совмещён с поршнем-вытеснителем,
– гамма-Стирлинг — тоже есть поршень и вытеснитель, но при этом два цилиндра — один холодный (там движется поршень, с которого снимается мощность), а второй горячий с одного конца и холодный с другого (там движется вытеснитель).
Регенератор может быть внешним, в этом случае он соединяет горячую часть второго цилиндра с холодной и одновременно с первым (холодным) цилиндром. Внутренний регенератор является частью вытеснителя.
Применение двигателя Стирлинга:
Двигатель Стирлинга применим в случаях, когда необходим небольшой преобразователь тепловой энергии , простой по устройству, либо когда эффективность других тепловых двигателей оказывается ниже, например, если разницы температур недостаточно для работы паровой или газовой турбины:
как работает как сделать двигатель стирлинга в домашних условиях вакуумный большой термоакустический солнечный самодельный роторный простой низкотемпературный мощный рабочий двигатель внешнего сгорания альфа стирлинга двигатель стирлинга из банок с генератором купить большой мощности своими руками чертежи видео дома домашних условиях квт кпд купить майнкрафт модель для сборки двигатель стирлинга принцип работы сгорания скачать схема цена чертежи лучшая конструкция и максимальный кпд модель сборка расчет мощность применение работа двигателя стирлинга купить типы двигателей стирлинга
