Студенческий доклад "Двигатель Стирлинга". Двигатель стирлинга презентация

Презентация к проекту: Двигатель Стирлинга.

МОУ «Красноярская СОШ №2» Жирновский район, Волгоградская область

Исследовательский проект

Выполнил:

Якутин Александр, 11 класс

Руководитель проекта:

Пеньковская Татьяна Викторовна

Актуальность темы.

- Можно ли получить энергию для зарядки мобильного телефона от тепла человеческого тела или кружки кипятка?

- Можно ли, используя разницу температур между колодезной водой и атмосферным воздухом, снабдить электричеством загородный дом?

Цель исследовательской работы – изучить принцип действия двигателей Стирлинга и его применение.

Задачи: - познакомиться с физическими основами работы двигателя; - узнать способы расчета КПД двигателя; - создать действующую модель двигателя Стирлинга и исследовать его работу.

Объект исследования : двигатели внешнего сгорания.

Предмет исследования : двигатель Стирлинга.

Гипотеза исследования : стакана кипятка достаточно, чтобы работал двигатель

Содержание

1. Что такое двигатель Стирлинга. История

2. Принципиальная схема двигателя внешнего сгорания

3. Физика процесса

4 Двигатели Стирлинга, работающие по другим циклам

5. Недостатки. Преимущества.

6. Применение

- Универсальные источники электроэнергии

- Насосы

- Холодильная техника

- Подводные лодки

- Аккумуляторы энергии

- Солнечные электростанции

- "Стирлинги" вместо ДВС

- "Стирлинг" от компании GM

Заключение.

Что такое двигатель Стирлинга?

Дви́гатель Сти́рлинга —
тепловая машина , в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, это разновидность двигателя внешнего сгорания .

Шотландский священник Роберт Стирлинг

27 сентября 1816 года

(английский патент № 4081).

Принципиальная схема двигателя Стирлинга.

Контур рабочего тела

В цилиндре движутся два поршня —рабочий и поршень-вытеснитель .

Контур нагрева.

Нагревается воздух

Контур охлаждения.

Непрерывное охлаждение

Физика процесса.

PV=nRT

P — давление газа;
V — объём газа;
n — количество молей газа;
R — универсальная газовая константа;
Т — температура газа в кельвинах.

Конфигурация.

Альфа-стирлинг Бета-стирлинг Гамма-стирлинг

Преимущества

КПД 0,5
η = 1 - Тх/Тг

Тх — температура «холодного» объема

Тг — температура «горячего» объема

«Всеядность» двигателя
Простота конструкции
Экономичность
Бесшумность
Экологичность

Недостатки.

Громоздкость
Сложность в управлении
Тепло подводится не к рабочему телу
Трудность повышения быстроходности

Применение

Универсальные источники электроэнергии
Универсальные источники электроэнергии

Холодильная техника Подводные лодки Солнечные электростанции "Стирлинги" вместо ДВС
Холодильная техника
Подводные лодки
Солнечные электростанции
"Стирлинги" вместо ДВС

Мой двигатель Стирлинга.

КПД= Мощность
P=(V/273)*(T2-Т1),

где V - рабочий объем , Т1, Т2 - температуры нагрева и окружающей среды. (Р=

где R - радиус окружности. (F=

где A – полезная работа, h – вертикальный ход мембраны

η = A / Q , Q = c * m *( T 2- T 1),

где η – КПД, Q – количество теплоты, отданное водой,

с =4200 Дж/(кг*град) – удельная теплоемкость воды,

m - масса воды

( Q = η =

N=A/t

N – мощность, t- время работы

Мой двигатель Стирлинга.

Выводы:
Стирлинги работают не от высокой температуры нагревателя, а от разницы температур между нагревателем и холодильником!
Чем меньше ход рабочего поршня - тем выше обороты двигателя, но меньше мощность!
Чем меньше ход вытеснителя, тем лучше прогревается рабочее тело и дает прирост давления.

Чем больше площадь нагревателя - тем выше КПД.
Действительно, стакана кипятка достаточно, чтобы работал двигатель!

Заключение

Двигатели Стирлинга не встретишь в свободной продаже, как газонокосилки или автономные генераторы. При этом "Стирлинги" используются в качестве энергоустановок на космических спутниках, применяются как маршевые двигатели на современных подводных лодках.

Спасибо за внимание!

kopilkaurokov.ru

Двигатели Стирлинга - презентация, доклад, проект

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: [email protected]

Мы в социальных сетях

Социальные сети давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Мы узнаем из них новости, общаемся с друзьями, участвуем в интерактивных клубах по интересам

ВКонтакте >

Что такое Myslide.ru?

Myslide.ru - это сайт презентаций, докладов, проектов в формате PowerPoint. Мы помогаем учителям, школьникам, студентам, преподавателям хранить и обмениваться своими учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей >

myslide.ru

Двигатель Стирлинга - презентация, доклад, проект

Обратная связь

Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: [email protected]

Мы в социальных сетях

ВКонтакте >

Что такое Myslide.ru?

Для правообладателей >

myslide.ru

Двигатели стирлинга презентация - Pastebin.com

Скачать Двигатели стирлинга презентация >> http://dgl.filezx.ru/download?file=двигатели+стирлинга+презентация

Профессор кафедры ДВС СПбГПУ М.И.Куколев рассказывает о двигателе Стирлинга.

к уроку - презентации и конспекты. Главная » 2012 » Март » 31 » Основной принцип работы двигателя Стирлинга.

Двигатель Стирлинга Низкотемпературный homemade ltd stirling engine Игорь Белецкий.

Двигатель Стирлинга. Термоакустический двигатель Стирлинга - самый простой и самый непонятный, в плане устройства работы.

Дви?гатель Сти?рлинга — 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

Роберт Стирлинг изобрел двигатель 21 сентября 1816 г. в Эдинбурге, столице Шотландии. Это было приблизительно за 80 лет до дизеля, и поэтому двигатель Стирлинга пользовался

Один из первых двигателей Стирлинга. В то время двигатель Стирлинга получил признание как надежная паровая машина, которая никогда не взрывается

Стирлинга двигатель, двигатель внешнего сгорания, двигатель с внешним подводом и регенерацией тепловой энергии, преобразуемой в полезную механическую работу.

Презентация на тему: тепловые двигатели и охрана окружающей среды.. скачать бесплатно и без регистрации. Двигатель стирлинга.

Класс двигателей, вред от которых минимален, - двигатели Стирлинга. Изобретенные задолго до двигателя внутреннего сгорания и дизеля, двигатель Стирлинга был

Честная презентация iphone x. Как работает двигатель Стирлинга 1.Внешний источник тепла нагревает газ в нижней части теплообменного цилиндра.

Двигатель Стирлинга закрытого типа (мои Я тут поразмыслил и вышло нечто такое. Презентация компании PushMe (Президент Рустам Авезов).

Двигатель Стирлинга, принцип работы которого качественно отличается от привычного для всех ДВС, когда-то составлял последнему достойную конкуренцию.

Презентация двигатель стирлинга. Ремонт и эксплуатация автомобилей видео онлайн. видеоуроки видео уроки компас 3d 16 15 14 home скачать.

http://qexdpqq.mybb.pw/viewtopic.php?id=40, http://wallinside.com/post-62423067--.html, http://odqzwup.love-mix.ru/viewtopic.php?id=76, http://www.scoop.it/t/jgbbidb/p/4085678668/2017/09/28/-, https://hygjylcsc.com/ujocuko/2017/09/28/%d0%a4%d0%b8%d0%b7-%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%83%d1%82%d0%ba%d0%b8-%d0%bf%d1%80%d0%b5%d0%b7%d0%b5%d0%bd%d1%82%d0%b0%d1%86%d0%b8%d0%b8/

pastebin.com

Двигатели Стирлинга

Двигатели Стирлинга в технической и популярной литературе часто упоминаются под различными названиями, в которых выделяются некоторые принципиальные и конструктивные особенности. Наиболее часто употребляются следующие: двигатель Стирлинга, двигатель с внешним подводом теплоты, газовая тепловая регенеративная машина, поршневой регенеративный двигатель, поршневой двигатель на горячем газе, газовый поршневой регенеративный двигатель.

Для осуществления термодинамического цикла Стирлинга тепловая машина должна содержать следующие элементы: горячий цилиндр, называемый также полостью расширения, нагреватель, регенератор, охладитель, холодный цилиндр (полость сжатия).

Соединенные между собой в названной последовательности указанные элементы образуют внутренний контур, в котором осуществляется термодинамический процесс.

По расположению рабочих полостей и теплообменных аппаратов машины Стирлинга разделяются на четыре основные типа: α, β, γ-схемы, а также машины двойного действия.

Преимущества двигателей Стирлинга в энергетических установках

В соответствии с принципами действия и конструктивными особенностями современных образцов двигателю присущи следующие специфические свойства, обеспечивающие ему устойчивый интерес в различных областях применения.

Возможность работы практически от любого источника теплоты.

Подвод теплоты к рабочему телу через теплообменную стенку нагревателя дает возможность применять практически любые источники теплоты не разрушающие теплообменной поверхности. К настоящему времени в опытных и промышленных образцах ДС в качестве источников теплоты опробованы камеры сгорания на различных видах жидкого, газообразного и твердого топлива, тепловые аккумуляторы, химические реакторы, электрические нагреватели, концентраторы солнечной энергии, промышленные изотопные источники.

Хорошие виброакустические характеристики.

Из всех поршневых двигателей ДС имеют рабочий процесс, который характеризуется исключительно малой жесткостью. Зависимость давления в рабочем контуре от фазы рабочего процесса теоретически близка к гармонической. Вследствие этого перекладки в подшипниках, крейцкопфах и цилиндрах сопровождаются малой величиной энергии удара.

Двигатель может быть приспособлен для работы без доступа атмосферного воздуха.

Эта возможность реализуется с использованием соответствующих источников теплоты. Достоинством ДС при этом является то, что эффективность рабочего процесса теоретически не зависит от внешнего давления.

В энергетических установках, разработанных для подводных лодок фирмой «Kockums», во внешнем контуре с камерой сгорания на углеводородном топливе и кислороде поддерживается давление около 2,2 МПа, что позволяет выбрасывать охлажденные продукты горения за борт без дополнительных затрат энергии.

Низкая токсичность при работе на углеводородных топливах.

Камеры сгорания непрерывного горения с многократной внутренней рециркуляцией обеспечивают ДС значительно меньшие уровни токсичности по различным компонентам, по сравнению с существующими двигателями внутреннего сгорания. Соответственно, энергоустановки на базе ДС будут обладать пониженной следностью.

Хорошие тяговые характеристики и высокая эффективность при работе на долевых режимах.

Это достоинство может быть реализовано путем создания системы регулирования мощности двигателя посредством изменения давления во внутреннем контуре или изменением рабочего объема цилиндров. Важно, чтобы при этом на режимах меньшей мощности, в том числе при пониженной частоте вращения, температура нагревателя оставалась постоянной, близкой к номинальной величине.

При рассмотрении достоинств ДС необходимо иметь в виду и его определенные недостатки.

Прежде всего, по сравнению с серийными ДВС, это высокая стоимость и худшие массогабаритные показатели, а также ограниченная агрегатная мощность – в настоящее время доведенные двигатели имеют мощность немногим более 100 кВт.

Сложным остается вопрос о ресурсе двигателя. Уплотнения сухого трения, насадка регенератора и теплообменная поверхность нагревателя являются элементами, ограничивающими ресурс непрерывной работы. На основании имеющихся сведений эта величина в различных типах конструкций может составлять от 500 до 3000 часов.

Схема теплообмена энергоустановки на базе двигателя Стирлинга

Области применения ДНС

Научно-технический задел по проблеме. Отечественные организации, принимавшие участие в работах по созданию двигателей Стирлинга Экспериментальная установка с двигателем Стирлинга для отработки камеры сгорания на жидком топливе

Двигатель Стирлинга «ДС-15» на испытательном стенде в лаборатории КБ «Арсенал».

Двигатель Стирлинга двойного действия с бесшатунным механизмом Баландина на стенде «ЦНИДИ»

Многотопливный Стирлинг-генератор фирмы «Philips»

Новые разработки Энергоустановка 2кВт ЗАО НТКЦ «ПЕТРОФАРМ»

Проблемы создания двигателей Стирлинга применительно к современному уровню отечественных разработок

В случае принятия решения о продолжении работ по созданию ряда отечественных Стирлинг-генераторов необходимо предусмотреть решение следующих научно-технических проблем.

А. Создание компьютерных моделей и натурно-экспериментальных стендов для отработки рабочего процесса свободнопоршневой машины Стирлинга, оптимизация рабочего процесса во внутреннем контуре с учетом особенностей свободнопоршневых механизмов.

Б. Создание обратимой линейной электрической машины (мотор-генератора), способного в период цикла осуществлять движение по заданному закону, при этом создавая или воспринимая заданное усилие. Ориентировочно циклическая частота Стирлинг-генератора перспективного типа составляет 50 … 100 гц.

В. Разработка высокотемпературных компактных нагревателей с удельным тепловым потоком до 1,5 МВт/м2, при температуре теплообменной поверхности не менее 1000 К и внутреннем давлении рабочего тела до 20 МПа.

Г. Разработка уплотнительных устройств для удержания гелия при давлении до 20 МПа в течение срока непрерывной эксплуатации изделия.

Д. Разработка компактных систем передачи теплоты к нагревателю на базе капиллярных жидкометаллических тепловых труб, способных к работе в области рабочих температур объекта, в том числе готовых к пуску из холодного состояния.

Е. Решение вопроса об источнике теплоты и создание соответствующего агрегата, имея в виду необходимость подведения тепловой энергии к нагревателю двигателя Стирлинга с заданной плотностью тепловой энергии.

Ж. Разработка системы рассеивания теплоты охладителя.

З. Решение вопроса о перспективном типе и способе создания насадки регенератора высокой пористости на заданный ресурс.

И. Проведение полномасштабных стендовых ресурсных испытаний отдельных узлов и деталей Стирлинг-генератора.

К. проведение комплексной НИР в области материаловедения, направленной на выявление и изучение возможности применения перспективных материалов для изготовления Стирлинг-генератора, в том числе для разъемных и неразъемных корпусных конструкций, крепежа, теплообменных аппаратов, поршней, системы передачи теплоты, пружин, уплотнений сухого трения, электрических машин, тепловой изоляции, электрической изоляции.

Заключение

На основании опыта, накопленного отечественными предприятиями в работах по созданию Стирлинг-генераторов малой мощности, основные проблемные узлы и детали, а также принципиальные теоретические вопросы к настоящему времени можно считать в значительной степени отработанными.
В наибольшей степени имеющийся научно-технический задел может быть реализован при создании ряда Стирлинг-генераторов с ромбическим или кривошипно-шатунным механизмом мощностью до 10 кВт.
При создании Стирлинг-генератора малой мощности в настоящее время ведущие зарубежные фирмы широко применяют свободнопоршневые механизмы. Необходима разработка отечественной конструкции на уровне лучших зарубежных образцов.

rpp.nashaucheba.ru

Студенческий доклад "Двигатель Стирлинга"

ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА

Паль А.Д.

Дальневосточный федеральный университет, филиал в г. Большой Камень

Научный руководитель: преподаватель Дюжая И.А.

Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Робертом Стирлингом 27 сентября 1816 года. Однако первые элементарные «двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга. Достижением Стирлинга является добавление очистителя, который он назвал «эконом». В современной научной литературе этот очиститель называется «регенератор» (теплообменник). Он увеличивает производительность двигателя, удерживая тепло в тёплой части двигателя, в то время как рабочее тело охлаждается. Этот процесс намного повышает эффективность системы. В 1843 году Джеймс Стирлинг использовал этот двигатель на заводе, где он в то время работал инженером. В 1938 году фирма «Филипс» инвестировала в мотор Стирлинга мощностью более двухсот лошадиных сил и отдачей более 30 %. Двигатель Стирлинга имеет много преимуществ и был широко распространён в эпоху паровых машин.

Двигатель Стирлинга — тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело 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.

Цикл двигателя 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. Разницу объёмов газа можно превратить в работу, чем и занимается двигатель Стирлинга.

Существует несколько разновидностей теплового двигателя:

- Альфа-Стирлинг — содержит два раздельных силовых поршня в раздельных цилиндрах. Один поршень — горячий, другой — холодный. Цилиндр с горячим поршнем находится в теплообменнике с более высокой температурой, в то время как цилиндр с холодным поршнем находится в более холодном теплообменнике, высокая температура «горячего» поршня создаёт определённые технические проблемы;

- Бета-Стирлинг — цилиндр всего один, горячий с одного конца и холодный с другого. Внутри цилиндра движутся поршень (с которого снимается мощность) и «вытеснитель», изменяющий объем горячей полости. Газ перекачивается из холодной части цилиндра в горячую через регенератор;

- Гамма-Стирлинг — тоже есть поршень и «вытеснитель», но при этом два цилиндра — один холодный, а второй горячий с одного конца и холодный с другого (там движется «вытеснитель»). Регенератор соединяет горячую часть второго цилиндра с холодной и одновременно с первым (холодным) цилиндром;

- Роторный двигатель Стирлинга — решены проблемы герметичности (патент Мухина на герметичный ввод вращения (ГВВ), серебряная медаль на международной выставки в Брюсселе «Эврика-96») и громоздкости (нет кривошипно-шатунного механизма, т.к. двигатель роторный).

infourok.ru

Двигатель Стирлинга by on Prezi

Что это?Дви́гатель Сти́рлинга — тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Двигатель стирлингаНемного о биографии...Роберт Стирлинг родился в 1790г. в Клог Фарме недалеко от Метвена, Шотландия. Стирлинг придумал устройство, которое он назвал «эконом тепла». И так же усовершенствовал паровой двигатель, получив новый - двигатель Cтирлинга. Умер в 1878г.Цель- изучить принцип действия двигателя Стирлинга и построить наглядную модель.Задачи1) Изучение литературы 2) Определить преимущества и недостатки двигателя Стирлинга3) Найти сферы применения двигателя Стирлинга 4) Сделать вывод

Актуальностьв связи с тем, что в школе изучаются только двигатели внутреннего сгорания, то особый интерес вызывает другой вид двигателей – двигатели внешнего сгорания, например двигатель Стирлинга.Преимущества1) «Всеядность» двигателя 2) Простота конструкции 3) Увеличенный ресурс 4) Экономичность5) Бесшумность двигателя

НедостаткиМатериалоёмкостьЭкологичностьПримененияДвигатели Стирлинга могут применяться для превращения в электроэнергию любой теплоты.Универсальные источники электроэнергииНасосыЭффективность систем отопления или охлаждения возрастает, если в контуре установлен насос принудительной подачи теплоносителя. Холодильная техникаСверхнизкие температурыПодводные лодкиАккумуляторы энергииПрактически, все холодильники используют те же тепловые насосы.

Стирлинги оказались эффективны для сжижения газов. Преимущества стирлинга привели к тому, что ещё в первой половине 1960-х стали устанавливать воздухонезависимые двигатели Стирлинга. Двигатель Стирлинга может использоваться для преобразования солнечной энергии в электрическую, которая запасается в аккумуляторыЗаключениеВ моей работе рассматривается иной вид двигателей, который немало интересен, чем двигатели ДВС. Я надеюсь, что в школе кроме двигателей внутреннего сгорания будут рассматривать и двигатели внешнего сгорания.Спасибо за внимание

Разновидности:Альфа-СтирлингБета-Стирлинг Гамма-Стирлинг

prezi.com