17 ноября 2014 Автор: nlo-mir Технологии 1
Дви́гатель Сти́рлинга — 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. (Википедия)
Низкотемпературные — значит работающие на минимальной разнице температур, между нагреваемой частью двигателя и охлаждаемой. Фактически, эта разница может составлять всего несколько градусов.
Многие умельцы мастерят подобные двигатели из подручных средств, Причем, у многих работает!
Например, вот такие:
Я пытался дважды построить такой двигатель, оба раза с отрицательным результатом 🙂
nlo-mir.ru
двигатель Стирлинга
Стирлинг — это устройсво модифицирующее термическую энергию в механическую ну как двигатель, с тем лиш различием, что эта термическая энергия приходит к нему из вне, а не делается им конкретно (как это происходит к примеру в бензиновом двигателе). Это и есть его самое уникальное и замечательное свойство отличающее его от всех других машин. Да, ну и само собой такое заглавие Стирлинг пошло от фамилии человека который всё это 1-ый вымыслил, кто заинтересуется историей этого вопроса может нарыть в вебе кучу инфы, меня лично это не много тревожит.
Осознать его устройство можно на примере ряда картинок ниже.
Допустим мы имеем какой то замкнутый объем воздуха в жестком корпусе с эластичной мембраной (либо поршнем по другому). Нагревая корпус мотора воздух снутри расширится и совершит работу, выгибая мембрану наружу. И напротив охлаждая корпус мембрана вогнется, снова совершив работу. Вот и весь цикл, проще не придумаеш, осталось только «заавтоматизировать» этот процес.
Для этого снутри корпуса мотора располагается так именуемый поршень вытеснитель (на рисунке он зелёненький с нерусским словом), смысл этого аксессуара в том что он должен перегонять оставшийся в корпусе воздух от жаркой области понизу к охлаждаемой вверху. На рисунке видно что сам поршень вытеснитель занимает собой практически половину объёма внутренней полости мотора, в виде такового диска, не плотно прилегающего к стенам. Через этот зазор воздух перетекает из жаркой полости в прохладную и назад. Нужно сказать что сам этот поршень в эталоне должен быть лёгким и плохо проводящим тепло, так как он практически делит собой гарячую и прохладную области снутри мотора.
Ну а далее уже всем знакомая кривошипно-шатунная схема связывает вытеснитель и мембрану (либо рабочий поршень) на одной оси вращения,что обеспечит нам цикличность процесса т.е. поднятие и опускание поршней. (пристально изучайте рисунки включайте воображение)
Ещё одна принципиальная деталь на которую необходимо направить внимание состоит в том что рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения мотора (у нас на рисунке как вы могли увидеть вращение происходит против часовой стрелки). Это лучший вариант соединения для таковой схемы. Попробуйте проиграть каждую картину по очереди, представить что происходит сдавлением воздуха снутри мотора и как всё это преобразуется в возвратно-поступательное движение.
Нужно ещё признать, что на схеме, а конкретно на оси, отсутствует одна принципиальная деталь — это маховик, он то и поддерживает весь цикл вращения.
НЕ отчаивайтесь если срезу не всё понятно, я сам помню длительно въезжал в своё время, а некие моменты на сто процентов сообразил только когда собрал собственный 1-ый стирлинг. Главное начать, и если не потеряете энтузиазм, то разберётесь, а я на других примерах надеюсь помогу вам, ибо тут по сути масса хитрых моментов.
Вот к примеру таже схемка но уже в движении, сейчас я думаю будет несколько понятнее. При этом это практически разрез реальной рабочей модели, жалко правда что исключительно в одном боковом виде.
А вот еще одна конструкция где видно как рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения мотора, также находится маховик.
Либо вот ещё пример.
Всё это были примеры низкотемпературных движков, так сказать моделек, игрушек, поясняющих механизм работы. Промышленные стирлинги которые употребляются в различных целях, от генерации электроэнергии, до молвят, движения подводных лодок смотрятся совсем по другому (будем рассматривать их в других разделах веб-сайта). Но принцип всегда остаётся темже — нагрев и остывание замкнутого объема воздуха, а ещё лучше водорода либо гелия (короче рабочего тела по другому).
Вообщем Стирлинги делят на три типа, альфа, бетта, палитра.
Красноватым помечена нагреваемая область, голубым охлождаемая.
ctirling.ru
Для этого снутри корпуса мотора располагается так именуемый поршень вытеснитель(на рисунке он зелёненький с нерусским словом), смысл этого аксессуара в том что он должен перегонять оставшийся в корпусе воздух от жаркой области понизу к охлаждаемой вверху. На рисунке видно что сам поршень вытеснитель занимает собой практически половину объёма внутренней полости мотора, в виде такового диска, не плотно прилегающего к стенам. Через этот зазор воздух перетекает из жаркой полости в прохладную и назад.Нужно сказать что сам этот поршень в эталоне должен быть лёгким и плохо проводящим тепло, так как он практически делит собой гарячую и прохладную области снутри мотора.
Ну а далее уже всем знакомая кривошипно-шатунная схема связывает вытеснитель и мембрану(либо рабочий поршень) на одной оси вращения,что обеспечит нам цикличность процесса т.е. поднятие и опускание поршней. (пристально изучайте рисунки включайте воображение)
Ещё одна принципиальная деталь на которую необходимо направить внимание состоит в том что рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения мотора(у нас на рисунке как вы могли увидеть вращение происходит против часовой стрелки). Это лучший вариант соединения для таковой схемы. Попробуйте проиграть каждую картину по очереди, представить что происходит сдавлением воздуха снутри мотора и как всё это преобразуется в возвратно-поступательное движение.
Нужно ещё признать, что на схеме, а конкретно на оси , отсутствует одна принципиальная деталь — это маховик, он то и поддерживает весь цикл вращения.
НЕ отчаивайтесь если сходу не всё понятно, я сам помню длительно въезжал, в своё время, а некие моменты стопроцентно сообразил только когда собрал собственный 1-ый стирлинг. Главное начать, и если не потеряете энтузиазм, то разберётесь, а я на других примерах надеюсь помогу вам, ибо тут по сути масса хитрых моментов.
Более тщательно о всех типах стирлингов, принципе их работы и как их можно сделать самому — я выложил в форме серии видеоуроков , которые можно поглядеть Тут
Вот к примеру таже схемка но уже в движении, сейчас я думаю будет несколько понятнее. При этом это практически разрез реальной рабочей модели, жалко правда что исключительно в одном боковом виде.
А вот еще одна конструкция где видно как рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения мотора, также находится маховик.
Либо вот ещё пример.
Всё это были примеры низкотемпературных движков, так сказать моделек, игрушек, поясняющих механизм работы. Промышленные стирлинги которые употребляются в различных целях, от генерации электроэнергии, до молвят, движения подводных лодок смотрятся совсем по другому (будем рассматривать их в других разделах веб-сайта). Но принцип всегда остаётся темже — нагрев и остывание замкнутого объема воздуха, а ещё лучше водорода либо гелия (короче рабочего тела по другому).
Вообщем Стирлинги делят на три типа, альфа, бетта, палитра.
Красноватым помечена нагреваемая область, голубым охлождаемая
Ещё пару мультиков для представления работы альфа и бетта стирлингов соответственно.
и ещё бетта тип, кинематика
А вот полная деталировка — всё по полочкам, палитра версия.
а это анимация стирлинга бетта типа
—————————————————————————————————
А вот небольшой Стирлинг охлаждает собственной работой некий чип на материнской плате, увлекательное применение.
Вот видео его работы http://www.youtube.com/watch?v=LQQMkz6uPs0
http://www.youtube.com/watch?v=OqqeR4ZRx6w&feature=related помоему потресающе
Зато есть принципная схема этого аксессуара
_______________________________________________________
А ах так на практике смотрится бетта тип с ромбическим механизмом, ну очень хитрецкая штука и самому такую извоять очень проблематично, но для общего развития необходимо иметь представление. Далее в рубриках по определенным типам движков я буду более тщательно останавливаться, а пока просто поверьте, что технических вариантов выполнения этого мотора просто немеренно, этим он и увлекателен.
а это его кинематическая модель
———————————————————————————
А такая занимательная игрулина вызовет массу приятных чувств у хоть какого человека не взирая на возраст. Это свободнопоршневой Стирлинг, работает от тепла чашечки с жарким чаем, его мы тоже разглядим подробнее тут.
Ну вот и всё вступление, для начала. Далее в рубриках, по каждому типу движков, будет более тщательно о их расказано и показано, есть много увлекательного видео, без просмотра которого нереально всеполноценно оценить всю красота этих устройств. Не переключайтесь… всё только начинается.
ctirling.ru
