Kako napraviti moćan Stirling motor. Stirlingov motor napravljen od limenki. Stirlingova modifikacija "Gamma"

Stirlingov motor, nekada poznat, dugo je bio zaboravljen zbog raširene upotrebe drugog motora ( unutrašnjim sagorevanjem). Ali danas sve više slušamo o njemu. Možda ima priliku da postane popularniji i nađe svoje mjesto u novoj modifikaciji u modernom svijetu?

Priča

Stirlingov motor je toplotni motor koji je izumljen početkom devetnaestog veka. Autor je, kao što znate, bio izvjesni Stirling po imenu Robert, svećenik iz Škotske. Uređaj je motor sa vanjskim sagorijevanjem, gdje se tijelo kreće u zatvorenom kontejneru, stalno mijenjajući svoju temperaturu.

Zbog širenja drugog tipa motora skoro je zaboravljen. Ipak, zahvaljujući svojim prednostima, danas se Stirlingov motor (mnogi amateri ga grade kod kuće vlastitim rukama) ponovo vratio.

Glavna razlika od motora sa unutrašnjim sagorevanjem je u tome što toplotna energija dolazi spolja, a ne stvara se u samom motoru, kao kod motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Princip rada

Možete zamisliti zatvoreni volumen zraka zatvoren u kućište koje ima membranu, odnosno klip. Kada se tijelo zagrije, zrak se širi i radi, čime se klip izvija. Zatim dolazi do hlađenja i ponovo se savija. Ovo je ciklus mehanizma.

Nije ni čudo što se mnogi termoakustični Stirling motori sami izrađuju kod kuće. Alati i materijali za to zahtijevaju minimum koji svako ima u svom domu. Razmotrite dva Različiti putevi kako je lako stvoriti.

Radni materijali

Da biste vlastitim rukama napravili Stirlingov motor, trebat će vam sljedeći materijali:

lim;
čelični spoke;
mesingana cijev;
hacksaw;
fajl;
drveni stalak;
škare za metal;
detalji zatvarača;
lemilica;
lemljenje;
lemljenje;
mašina.

Ovo je sve. Ostalo je stvar jednostavne tehnike.

Kako to učiniti

Od lima su pripremljeni ložište i dva cilindra za bazu, od kojih će se sastojati Stirlingov motor, izrađen ručno. Dimenzije se biraju samostalno, uzimajući u obzir svrhe za koje je ovaj uređaj namijenjen. Pretpostavimo da je motor napravljen u svrhu demonstracije. Tada će zahvat glavnog cilindra biti od dvadeset do dvadeset pet centimetara, ne više. Ostali dijelovi bi se trebali uklopiti u to.

Na vrhu cilindra za pomicanje klipa napravljene su dvije izbočine i rupe promjera od četiri do pet milimetara. Elementi će služiti kao ležajevi za lokaciju radilice.

Zatim se izrađuje radno tijelo motora (postat će obična voda). Na cilindar su zalemljeni limeni krugovi koji se smotaju u cijev. U njima se prave rupe i ubacuju mesingane cijevi dužine od dvadeset pet do trideset pet centimetara i promjera četiri do pet milimetara. Na kraju provjeravaju koliko je komora postala čvrsta tako što je napune vodom.

Sljedeće dolazi na red izmjenjivača. Za proizvodnju, blanko se uzima od drveta. Na mašini postižu da ona ima oblik običnog cilindra. Pomak treba da bude nešto manji od prečnika cilindra. Optimalna visina se bira nakon što je Stirlingov motor izrađen ručno. Stoga, u ovoj fazi, dužina bi trebala imati određenu marginu.

Krak je pretvoren u šipku cilindra. U sredini drvene posude napravite rupu prikladnu za stabljiku, umetnite je. U gornjem dijelu šipke potrebno je osigurati mjesto za uređaj klipnjače.

Zatim uzimaju bakrene cijevi dužine četiri i po centimetra i prečnika dva i pol centimetra. Na cilindar je zalemljen krug od kalaja. Na bočnim stranama na zidovima napravljena je rupa za komunikaciju kontejnera sa cilindrom.

Klip je također prilagođen strug ispod prečnika velikog cilindra iznutra. Na vrhu je šipka spojena na šarke.

Montaža je završena i mehanizam je podešen. Da bi se to postiglo, klip se ubacuje u veći cilindar, a ovaj je povezan s drugim manjim cilindrom.

Na velikom cilindru ugrađen je koljenasti mehanizam. Popravite dio motora lemilom. Glavni dijelovi su pričvršćeni na drvenu podlogu.

Cilindar se napuni vodom, a ispod dna se stavi svijeća. Stirlingov motor, izrađen ručno od početka do kraja, provjerava se na performanse.

Drugi način: materijali

Motor se može napraviti i na drugi način. Za to će vam trebati sljedeći materijali:

lim;
pjenasta guma;
spajalice;
diskovi;
dva vijka.

Kako to učiniti

Pjenasta guma se vrlo često koristi za izradu jednostavnog, ne snažnog Stirling motora kod kuće vlastitim rukama. Od njega se priprema izmjenjivač za motor. Izrežite krug od pjene. Prečnik treba da bude nešto manji od prečnika limenke, a visina nešto veća od polovine.

U sredini poklopca napravljena je rupa za buduću klipnjaču. Da bi to išlo glatko, spajalica je umotana u spiralu i zalemljena na poklopac.

Krug od pjene u sredini je probušen tankom žicom sa vijkom i pričvršćen na vrhu podloškom. Zatim spojite komad spajalice lemljenjem.

Pomjernik se gurne u otvor na poklopcu i tegla se spoji sa poklopcem lemljenjem za zaptivanje. Na spajalici se napravi mala omča, a na poklopcu se napravi još jedna, veća rupa.

Limeni lim se umota u cilindar i zalemi, a zatim pričvrsti na limenku tako da uopće nema praznina.

Spajalica je pretvorena u radilicu. Razmak bi trebao biti tačno devedeset stepeni. Koljeno iznad cilindra je napravljeno nešto veće od drugog.

Preostale spajalice pretvaraju se u stalak za osovinu. Membrana je napravljena na sljedeći način: cilindar je umotan u polietilensku foliju, pritisnut i pričvršćen navojem.

Klipnjača je napravljena od spajalice, koja se ubacuje u komad gume, a gotovi dio se pričvršćuje na membranu. Dužina klipnjače je napravljena tako da se na donjoj tački osovine membrana uvlači u cilindar, a na najvišoj tački produžava. Drugi dio klipnjače izrađuje se na isti način.

Zatim se jedan zalijepi na membranu, a drugi na displacer.

Noge za limenke se mogu napraviti i od spajalica i zalemiti. Za polugu se koristi CD.

Ovdje je cijeli mehanizam. Ostaje samo zamijeniti i zapaliti svijeću ispod nje, a zatim gurnuti kroz zamašnjak.

Zaključak

Takav je niskotemperaturni Stirlingov motor (izgrađen vlastitim rukama). Naravno, u industrijskoj mjeri takvi se uređaji proizvode na potpuno drugačiji način. Međutim, princip ostaje isti: volumen zraka se zagrijava, a zatim hladi. I to se stalno ponavlja.

Konačno, pogledajte ove crteže Stirlingovog motora (možete to učiniti sami bez posebnih vještina). Možda ste već zapalili ideju, a želite da uradite nešto slično?

Savremena automobilska industrija dostigla je nivo razvoja u kojem, bez temeljnih naučno istraživanje gotovo je nemoguće postići dramatična poboljšanja u dizajnu tradicionalnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Ova situacija tjera dizajnere da obrate pažnju alternativni dizajn elektrana. Neki inženjerski centri su svoje napore usmjerili na stvaranje i prilagođavanje serijskoj proizvodnji hibrida i električni modeli, drugi proizvođači automobila ulažu u razvoj motora na obnovljive izvore (na primjer, biodizel sa repičinim uljem). Postoje i drugi projekti energetskih agregata, koji bi u budućnosti mogli postati novi standardni pogon Vozilo.

Među mogućim izvorima mehaničke energije za automobile budućnosti je i motor sa spoljnim sagorevanjem, koji je sredinom 19. veka izumeo Škot Robert Stirling kao mašinu za termičku ekspanziju.

Šema rada

Stirlingov motor pretvara toplinsku energiju dovedenu izvana u koristan mehanički rad zbog promjene temperature radnog fluida(gas ili tečnost) koji cirkuliše u zatvorenom volumenu.

Općenito, shema rada uređaja je sljedeća: u donjem dijelu motora radna tvar (na primjer, zrak) se zagrijava i, povećavajući volumen, gura klip prema gore. Vrući zrak ulazi u gornji dio motora, gdje ga hladi radijator. Pritisak radnog fluida se smanjuje, klip se spušta za sledeći ciklus. U ovom slučaju, sistem je zapečaćen i radna tvar se ne troši, već se samo kreće unutar cilindra.

Postoji nekoliko opcija dizajna za pogonske jedinice koje koriste Stirlingov princip.

Stirlingova modifikacija "Alpha"

Motor se sastoji od dva odvojena klipa snage (topli i hladni), od kojih je svaki smješten u svom cilindru. Toplota se u cilindar dovodi toplim klipom, a hladni cilindar se nalazi u rashladnom izmjenjivaču topline.

Stirlingova modifikacija "Beta"

Cilindar koji sadrži klip se grije na jednoj strani i hladi na suprotnoj strani. U cilindru se pomiču pogonski klip i potisnik, dizajnirani da mijenjaju volumen radnog plina. Povratno kretanje ohlađene radne tvari u vruću šupljinu motora vrši regenerator.

Stirlingova modifikacija "Gamma"

Dizajn se sastoji od dva cilindra. Prvi je potpuno hladan, u kojem se pokreće pogonski klip, a drugi, vruć s jedne strane i hladan s druge, služi za pomicanje potisnika. Regenerator za cirkulaciju hladnog plina može biti zajednički za oba cilindra ili biti uključen u dizajn istisnika.

Prednosti Stirling motora

Kao i većina motora s vanjskim sagorijevanjem, Stirling je svojstven multi-fuel: motor radi na temperaturnoj razlici, bez obzira na razloge koji su to izazvali.

Zanimljiva činjenica! Jednom je demonstrirana instalacija koja radi na dvadeset opcija goriva. Bez gašenja motora, benzin, dizel gorivo, metan, sirova nafta i biljno ulje- agregat je nastavio da radi stabilno.

Motor ima jednostavnost dizajna i ne zahtijeva dodatne sisteme i prilozi(tempiranje, starter, mjenjač).

Karakteristike uređaja garantuju dug radni vek: više od sto hiljada sati neprekidnog rada.

Stirlingov motor je nečujan, jer u cilindrima ne dolazi do detonacije i nema potrebe za uklanjanjem izduvnih gasova. Modifikacija "Beta", opremljena rombičnim mehanizmom radilice, je savršeno izbalansiran sistem koji nema vibracija tokom rada.

U cilindrima motora se ne dešavaju procesi koji mogu negativno uticati na okolinu. Odabirom odgovarajućeg izvora topline (npr. solarna energija), Stirling može biti apsolutno ekološki prihvatljivo pogonska jedinica.

Nedostaci Stirlingovog dizajna

Sa svim spremnim pozitivna svojstva neposredna masovna upotreba Stirling motora je nemoguća iz sljedećih razloga:

Glavni problem leži u potrošnji materijala konstrukcije. Za hlađenje radnog fluida potrebno je prisustvo radijatora velike zapremine, što značajno povećava veličinu i potrošnju metala instalacije.

Trenutni tehnološki nivo će omogućiti Stirlingovom motoru da se uporedi u performansama sa modernim benzinskim motorima samo uz korištenje složene vrste radni fluid (helijum ili vodonik) pod pritiskom većim od stotinu atmosfera. Ova činjenica postavlja ozbiljna pitanja kako u oblasti nauke o materijalima, tako iu oblasti bezbednosti korisnika.

Važan operativni problem vezan je za pitanja toplotne provodljivosti i temperaturne otpornosti metala. Toplota se u radni volumen dovodi preko izmjenjivača topline, što dovodi do neizbježnih gubitaka. Osim toga, izmjenjivač topline mora biti izrađen od metala otpornih na toplinu koji su otporni na visoki tlak. Odgovarajući materijali su veoma skupi i teški za obradu.

Principi promjene načina rada Stirling motora također se bitno razlikuju od tradicionalnih, što zahtijeva razvoj posebnih upravljačkih uređaja. Dakle, da bi se promijenila snaga, potrebno je promijeniti tlak u cilindrima, fazni ugao između istiskivača i pogonskog klipa, odnosno utjecati na kapacitet šupljine sa radnom tekućinom.

Jedan način kontrole brzine osovine na modelu Stirling motora može se vidjeti u sljedećem videu:

Efikasnost

U teorijskim proračunima, efikasnost Stirling motora ovisi o temperaturnoj razlici radnog fluida i može doseći 70% ili više u skladu s Carnotovim ciklusom.

Međutim, prvi uzorci realizovani u metalu imali su izuzetno nisku efikasnost iz sljedećih razloga:

neefikasne varijante rashladnog sredstva (radnog fluida), ograničavanje maksimalne temperature grijanja;
gubici energije zbog trenja dijelova i toplinske provodljivosti kućišta motora;
nedostatak konstrukcijskih materijala otpornih na visok pritisak.

Inženjerska rješenja stalno su poboljšavala dizajn agregata. Dakle, u drugoj polovini 20. veka, četvorocilindrični automobil Stirlingov motor sa rombičnim pogonom pokazao je efikasnost od 35% na testovima na rashladnoj tečnosti vode sa temperaturom od 55°C. Pažljivo proučavanje dizajna, upotreba novih materijala i fino podešavanje radnih jedinica osigurali su efikasnost eksperimentalnih uzoraka od 39%.

Bilješka! Moderni benzinski motori slične snage imaju koeficijent korisna akcija na nivou od 28-30%, a turbo dizelaši unutar 32-35%.

Moderni primjerci Stirling motora, poput onog koji je izradila američka kompanija Mechanical Technology Inc, pokazuju efikasnost do 43,5%. A razvojem proizvodnje keramike otporne na toplotu i sličnih inovativnih materijala, biće moguće značajno povećati temperaturu radnog okruženja i postići efikasnost od 60%.

Primjeri uspješne implementacije automobilskih Stirlingsa

Unatoč svim poteškoćama, postoji mnogo izvodljivih modela Stirling motora primjenjivih u automobilskoj industriji.

Interes za Stirlinga, pogodnog za ugradnju u automobil, pojavio se 50-ih godina XX vijeka. Rad u ovom pravcu obavljali su koncerni kao što su Ford Motor Company, Volkswagen grupa i drugi.

UNITED STIRLING (Švedska) je razvio Stirling, koji je maksimalno iskoristio serijske komponente i sklopove proizvođača automobila (radilica, klipnjače). Dobiveni četverocilindrični motor u obliku slova V imao je specifičnu težinu od 2,4 kg / kW, što je uporedivo sa karakteristikama kompaktnog dizel motora. Ova jedinica je uspješno testirana kao elektrana za teretni kombi od sedam tona.

Jedan od uspješnih primjera je četverocilindrični Stirlingov motor holandske proizvodnje modela "Philips 4-125DA", namijenjen za ugradnju na auto. Motor je imao radnu snagu od 173 litre. With. u dimenzijama sličnim klasičnom benzinskom agregatu.

Inženjeri General Motorsa postigli su značajne rezultate izgradnjom osmocilindričnog (4 radna i 4 kompresijska cilindra) Stirlingovog motora u obliku slova V 70-ih godina sa standardnim mehanizmom radilice.

Slična elektrana iz 1972 opremljen ograničenom serijom automobila Ford Torino, čija je potrošnja goriva smanjena za 25% u odnosu na klasičnu benzinsku osmicu u obliku slova V.

Trenutno više od pedeset stranih kompanija radi na poboljšanju dizajna Stirling motora kako bi se prilagodio masovnoj proizvodnji za potrebe automobilske industrije. A ako je moguće otkloniti nedostatke ovog tipa motora, a istovremeno zadržati njegove prednosti, onda će upravo Stirling, a ne turbine i elektromotori, zamijeniti benzinske motore s unutarnjim izgaranjem.

Stirlingov motor - toplinski motor u kojem se radni fluid, u obliku plina ili tekućine, kreće u zatvorenom volumenu, vrsta motora s vanjskim sagorijevanjem. Zasnovan je na periodičnom zagrijavanju i hlađenju radnog fluida uz izvlačenje energije iz nastale promjene zapremine radnog fluida. Može raditi ne samo iz sagorijevanja goriva, već i iz bilo kojeg izvora topline.

Toplotni motor u kojem je radni fluid, u obliku gas ili tečnost, kreće se u zatvorenoj zapremini, neka vrsta motora sa spoljnim sagorevanjem.

zasniva se na periodičnom zagrevanju i hlađenju radnog fluida uz izvlačenje energije iz nastale promene zapremine radnog fluida. Može raditi ne samo iz sagorijevanja goriva, već i iz bilo kojeg izvora topline.

Rice. 1. Stirling motor

@ https://dvigyn.com/?p=1032

U 19. veku inženjeri su želeli da naprave sigurnu zamenu za tadašnje parne mašine, čiji su kotlovi često eksplodirali usled visokih pritisaka pare i neprikladnih materijala za njihovu konstrukciju. Dobra opcija pojavio sa kreacijom Stirling motor, koji može pretvoriti bilo koju temperaturnu razliku u rad.

Prvi put ga je patentirao škotski sveštenik Robert Stirling 27. septembra 1816. (engleski patent br. 4081). Međutim, prva osnovna motori vrući vazduh" bili su poznati u prošlosti krajem XVII veka, mnogo pre Stirlinga. Stirlingovo postignuće je dodavanje čvora, koji je nazvao "ekonomija". U savremenoj naučnoj literaturi ovaj čvor se naziva "regenerator". Povećava performanse motora zadržavajući toplotu u toplom delu motora dok se radni fluid hladi. Ovaj proces značajno poboljšava efikasnost sistema. Najčešće je regenerator komora ispunjena žicom, granulama, valovitom folijom (nabori idu u smjeru strujanja plina).

Princip rada Stirlingovog motora:

Osnovni princip rada Stirling motor sastoji se u stalnom naizmjeničnom zagrijavanju i hlađenju radnog fluida, na primjer, plina, u zatvorenom cilindru.

Poznato je da kada se plin zagrije, njegov volumen se povećava, a kada se ohladi, smanjuje. Ovo svojstvo gasova je u osnovi rada Stirling motor.

Koristi Stirlingov ciklus, koji nije inferioran u odnosu na Carnotov ciklus u smislu termodinamičke efikasnosti, a čak ima i prednost. Činjenica je da se Carnotov ciklus sastoji od izotermi i adijabata koje se malo razlikuju jedna od druge. Praktična implementacija ovog ciklusa nije obećavajuća. Stirlingov ciklus je omogućio da se dobije motor koji u praksi radi u prihvatljivoj veličini.

Rice. 2. Dijagram "pritisak-volumen" idealiziranog Stirlingovog ciklusa

Stirlingov ciklus sastoji se od četiri faze i odvojen je sa dvije prijelazne faze:

– vrućina,

– proširenje,

– prelazak na izvor hladnoće,

– hlađenje,

– kompresija

– i prelazak na izvor toplote.

Dakle, kada se kreće od toplog izvora do hladnog izvora, plin u cilindru se širi i skuplja. U tom slučaju dolazi do promjene tlaka, zbog čega se može dobiti koristan rad.

Zagrijavanje i hlađenje radnog fluida (odsjeci 4 i 2) vrši se istisnicom. U idealnom slučaju, količina topline koju odaje i odnese displajer je ista. koristan rad proizvodi se samo zbog izoterme, odnosno zavisi od temperaturne razlike između grijača i hladnjaka, kao u Carnot ciklusu.

Radni ciklus Stirling motor beta tip (najčešći) izgleda ovako:

Rice. 2. Radni ciklus Stirlingovog motora

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

gdje je: a - klip pomjeranja; b - radni klip; c - zamajac; d - požar (područje grijanja); e - rashladna rebra (oblast hlađenja).

1. Vanjski izvor topline zagrijava plin na dnu cilindra za izmjenu topline. Pritisak koji se stvara gura radni klip prema gore (imajte na umu da klip za izbacivanje ne pristaje čvrsto uz zidove).

2. Zamašnjak gura klip sa pomakom prema dole, čime se zagrejani vazduh pomera sa dna u rashladnu komoru.

3. Vazduh se hladi i skuplja, radni klip se spušta.

4. Pomjerni klip se podiže, pomičući ohlađeni zrak na dno. I ciklus se ponavlja.

IN Stirling mašina kretanje radnog klipa se pomera za 90° u odnosu na kretanje klipa za pomeranje. U zavisnosti od predznaka ove smene, mašina može biti motor ili toplotna pumpa. Sa pomakom od 0°, mašina ne proizvodi nikakav rad (osim gubitaka zbog trenja) i ne proizvodi ga.

Prednosti Stirling motora:

- "svejedi" motor. Stirlingov motor može raditi na gotovo bilo kojoj temperaturnoj razlici: na primjer, između različitih slojeva vode u oceanu, od sunca, od nuklearnog ili izotopskog grijača, uglja ili peć na drva itd.,

– jednostavnost dizajna - dizajn motor vrlo jednostavan, ne zahtijeva dodatne sisteme kao što je mehanizam za distribuciju plina. Pokreće se sam i ne treba mu starter,

- povećani resursi - jednostavnost dizajna, odsustvo mnogih "osjetljivih" čvorova omogućava Stirlingovom motoru da obezbijedi neviđenu marginu performansi za druge motore od desetina i stotina hiljada sati neprekidnog rada,

– isplativost – za korišćenje određenih vrsta toplotne energije, posebno pri maloj temperaturnoj razlici, motori Stirling je često najviše efektivne vrste motori. Na primjer, u slučaju pretvaranja solarne energije u električnu, "stirlings" ponekad daju veću efikasnost (do 31,25%) od parnih mašina,

- ekološki prihvatljivost - "stirling" nema auspuh,što znači da je njegov nivo buke mnogo manji od nivoa buke klipa motori unutrašnjim sagorevanjem. Beta stirling sa rombičnim mehanizmom je savršeno izbalansiran uređaj i sa dovoljno visoka kvaliteta proizvodnja, ima limit nizak nivo vibracije (amplituda vibracija manja od 0,0038 mm). Sam Stirling nema dijelove ili procese koji mogu doprinijeti zagađenju. okruženje. Ne troši radnu tečnost. Ekološka prihvatljivost motora prvenstveno je posljedica ekološke prihvatljivosti izvora topline,

– efikasnost motor Stirling je do 45%.

Konfiguracija i dizajn Stirlingovog motora:

Postoji nekoliko konfiguracija motor Stirling:

– alfa Stirling- sadrži dva odvojena klipa snage u odvojenim cilindrima, jedan je vruć, drugi hladan. Cilindar sa toplim klipom nalazi se u izmjenjivaču topline sa višom temperaturom, sa hladnim klipom - u hladnijem.

Rice. 3. α-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

U ovoj vrsti motor omjer snage i zapremine je prilično velik, ali, nažalost, toplota"vrući" klip stvara određene tehničke poteškoće. Regenerator se nalazi između vrućeg dijela spojne cijevi i hladno

– beta-stirling- postoji samo jedan cilindar, vruć na jednom kraju i hladan na drugom. Klip (sa kojeg se uklanja snaga) i istisnik se kreću unutar cilindra, odvajajući vruću i hladnu šupljinu.

Rice. 4. β-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

Gas se pumpa iz hladnog dijela cilindra u topli dio kroz regenerator. Regenerator može biti vanjski, kao dio izmjenjivača topline, ili može biti u kombinaciji s potisnim klipom,

– Gama Stirling- tu su i klip i potisnik, ali u isto vrijeme postoje dva cilindra - jedan hladan (klip se tamo kreće, s kojeg se odstranjuje snaga), a drugi je vruć s jednog kraja, a hladan s drugog ( raseljivač se tamo pomera).

Rice. 5. γ-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

Regenerator može biti spoljni, pri čemu povezuje topli deo drugog cilindra sa hladnim i istovremeno sa prvim (hladnim) cilindrom. Unutrašnji regenerator je dio istiskivača.

Primjena Stirling motora:

Primjenjivo u slučajevima kada je potreban mali pretvarač toplotnu energiju, jednostavnog dizajna, ili kada je efikasnost drugih termalnih motori pokazuje se nižim, na primjer, ako temperaturna razlika nije dovoljna za rad parne ili plinske turbine:

– univerzalni izvori električne energije,

– pumpe,

– toplotne pumpe,

– rashladna tehnologija.

Poznati Stirlingov motor može se stvoriti neovisno od improviziranih materijala. Svaki izvor topline u ovom dizajnu može vam dati energiju na izlazu iz uređaja.

materijala

Za izradu Stirling motora vlastitim rukama trebat će vam:

CD - disk;
plastični držač ispod CD-a;
aluminijumski lim dimenzija 25 x 13 cm;
epoksidna smola;
žica;
7" PVC cijev;
Stiropor;
bakrena cijev ¾ inča;
ljepljiva traka;
termalni pištolj i vruće ljepilo;
pila za metal;
bušilica;
Rezači žice;
ubodna pila;
kompas.

Korak 1. Od držača CD-a potrebno je odrezati dio konstrukcije. Rezultat bi trebao biti krug bez dna i vrha sa glatkim rubovima. Visina - oko 4 cm.

Korak 2. Koristite šestar da izmjerite prečnik rezultirajućeg kruga. Prebacite na pjenu. Napravite dva kruga. Obavezno označite centar. Obrusite krugove ubodnom testerom. Zalijepite ih. Za jasno uklapanje u krug, zalijepite vanjsku ivicu ljepljivom trakom.

Korak 3. Izrežite krugove promjera obima CD držača od aluminijskih limova. Trebalo bi ih biti dvoje.

Korak 4. Tačno na sredini gornjeg aluminijskog lima izbušite rupu u koju će ući žica. Da bi se žica kretala ravno, kako nam je potrebno, zavarite komad cijevi pod kutom, kao što je prikazano na fotografiji. U njegovom cilindru napravite još jednu rupu za žicu. Uzmite samu žicu koja će držati klip, provjerite može li se kretati kroz ove rupe, ali u isto vrijeme postoji i zategnutost.

Bliže rubu gornjeg poklopca, izbušite još jednu rupu promjera jednakog komadu postojeće metalna cijev.

Korak 5. Sada morate napraviti klip. Da biste to učinili, uzmite komad metalne cijevi, koji će zatim ući u ovaj dizajn. Isperite ga i stavite na poklopac obložen komadom plastične vrećice. Podmažite unutrašnjost cijevi i samu vrećicu uljem. Nakon toga sipajte zagrijani epoksid u nastali kalup. Trebalo bi da bude toplo, a ne vruće. Kako se učvrsti silom, morat ćete istisnuti naučeni klip. Od žice oblikujte udicu. Izbušite u komadu epoksidna smola rupu i umetnite ovu žicu u nju. Klip je spreman.

Korak 6. Dio konstrukcije je potrebno sastaviti. Zalijepite dno konstrukcije vrućim ljepilom. Također napravite još nekoliko žičanih kuka. Izrežite kuku, koja će se nalaziti u sredini cijele strukture. Zapečatite krajeve kuka epoksidom.

Korak 7. Pričvrstite cijev na aluminijski gornji lim. Podmažite ga, umetnite klip. Napravite raspored pokretnog dijela konstrukcije. Da biste to učinili, jednostavno pričvrstite papir i napravite osnovne oznake. Savijte žicu prema nacrtanom rasporedu.

Korak 8. Izbušite rupu u kukama, nešto veću od glavne žice.

Korak 9. pvc cijevi prepoloviti pričvrstiti na aluminijsku podlogu vrućim ljepilom. Napravite rupe u cijevi u koju stavljate žičanu radilicu. Pričvrstite poklopac na drugi kraj osovine. plastična tegla ili CD. Moraju se rotirati.

Stirlingov motor, nekada poznat, dugo je bio zaboravljen zbog raširene upotrebe drugog motora (unutrašnjeg sagorijevanja). Ali danas sve više slušamo o njemu. Možda ima priliku da postane popularniji i nađe svoje mjesto u novoj modifikaciji u modernom svijetu?

Priča

Zbog širenja drugog tipa motora skoro je zaboravljen. Ipak, zahvaljujući svojim prednostima, danas se Stirlingov motor (mnogi amateri ga grade kod kuće vlastitim rukama) ponovo vratio.

Glavna razlika od motora sa unutrašnjim sagorevanjem je u tome što toplotna energija dolazi spolja, a ne stvara se u samom motoru, kao kod motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Princip rada

Nije ni čudo što se mnogi termoakustični Stirling motori sami izrađuju kod kuće. Alati i materijali za to zahtijevaju minimum koji svako ima u svom domu. Pogledajmo na dva različita načina kako je lako stvoriti.

Radni materijali

Da biste vlastitim rukama napravili Stirlingov motor, trebat će vam sljedeći materijali:

lim;
čelični spoke;
mesingana cijev;
hacksaw;
fajl;
drveni stalak;
škare za metal;
detalji zatvarača;
lemilica;
lemljenje;
lemljenje;
mašina.

Ovo je sve. Ostalo je stvar jednostavne tehnike.

Kako to učiniti

Na vrhu cilindra za pomicanje klipa napravljene su dvije izbočine i rupe promjera od četiri do pet milimetara. Elementi će služiti kao ležajevi za lokaciju radilice.

Krak je pretvoren u šipku cilindra. U sredini drvene posude napravite rupu prikladnu za stabljiku, umetnite je. U gornjem dijelu šipke potrebno je osigurati mjesto za uređaj klipnjače.

Klip se također podešava na tokarskom stroju na promjer velikog cilindra iznutra. Na vrhu je šipka spojena na šarke.

Montaža je završena i mehanizam je podešen. Da bi se to postiglo, klip se ubacuje u veći cilindar, a ovaj je povezan s drugim manjim cilindrom.

Na velikom cilindru ugrađen je koljenasti mehanizam. Popravite dio motora lemilom. Glavni dijelovi su pričvršćeni na drvenu podlogu.

Cilindar se napuni vodom, a ispod dna se stavi svijeća. Stirlingov motor, izrađen ručno od početka do kraja, provjerava se na performanse.

Drugi način: materijali

Motor se može napraviti i na drugi način. Za to će vam trebati sljedeći materijali:

lim;
pjenasta guma;
spajalice;
diskovi;
dva vijka.

Kako to učiniti

U sredini poklopca napravljena je rupa za buduću klipnjaču. Da bi to išlo glatko, spajalica je umotana u spiralu i zalemljena na poklopac.

Krug od pjene u sredini je probušen tankom žicom sa vijkom i pričvršćen na vrhu podloškom. Zatim spojite komad spajalice lemljenjem.

Pomjernik se gurne u otvor na poklopcu i tegla se spoji sa poklopcem lemljenjem za zaptivanje. Na spajalici se napravi mala omča, a na poklopcu se napravi još jedna, veća rupa.

Limeni lim se umota u cilindar i zalemi, a zatim pričvrsti na limenku tako da uopće nema praznina.

Spajalica je pretvorena u radilicu. Razmak bi trebao biti tačno devedeset stepeni. Koljeno iznad cilindra je napravljeno nešto veće od drugog.

Preostale spajalice pretvaraju se u stalak za osovinu. Membrana je napravljena na sljedeći način: cilindar je umotan u polietilensku foliju, pritisnut i pričvršćen navojem.

Zatim se jedan zalijepi na membranu, a drugi na displacer.

Noge za limenke se mogu napraviti i od spajalica i zalemiti. Za polugu se koristi CD.

Ovdje je cijeli mehanizam. Ostaje samo zamijeniti i zapaliti svijeću ispod nje, a zatim gurnuti kroz zamašnjak.

Zaključak

Konačno, pogledajte ove crteže Stirlingovog motora (možete to učiniti sami bez posebnih vještina). Možda ste već zapalili ideju, a želite da uradite nešto slično?