Kuidas teha võimas stirling-mootor. Stirlingi mootor valmistatud plekkpurkidest. Stirlingi modifikatsioon "Gamma"

Kunagi kuulus Stirlingi mootor unustati pikka aega teise mootori laialdase kasutamise tõttu ( sisepõlemine). Kuid täna kuuleme temast üha rohkem. Võib-olla on tal võimalus saada populaarsemaks ja leida oma koht kaasaegses maailmas uues modifikatsioonis?

Lugu

Stirlingi mootor on soojusmootor, mis leiutati üheksateistkümnenda sajandi alguses. Autor, nagu teate, oli teatud Stirling nimega Robert, preester Šotimaalt. Seade on välispõlemismootor, kus keha liigub suletud anumas, muutes pidevalt oma temperatuuri.

Seoses teist tüüpi mootorite levikuga oli see peaaegu unustatud. Sellegipoolest on tänu oma eelistele täna Stirlingi mootor (paljud amatöörid ehitavad seda kodus oma kätega) taas tagasi.

Peamine erinevus sisepõlemismootorist on see, et soojusenergia tuleb väljast, mitte ei teki mootoris endas, nagu sisepõlemismootoris.

Toimimispõhimõte

Võite ette kujutada suletud õhuhulka, mis on suletud korpusesse, millel on membraan, see tähendab kolb. Kere kuumutamisel õhk paisub ja töötab, muutes kolvi kaareks. Seejärel toimub jahutamine ja see paindub uuesti. See on mehhanismi tsükkel.

Pole ime, et paljud isevalmistavad termoakustilised Stirlingi mootorid on valmistatud kodus. Selleks vajalikud tööriistad ja materjalid nõuavad minimaalselt, mis igaühel kodus olemas on. Mõelge kahele erinevatel viisidel kui lihtne on seda luua.

Töömaterjalid

Stirlingi mootori valmistamiseks oma kätega vajate järgmisi materjale:

tina;
terasest kodarad;
messingist toru;
rauasaag;
fail;
puidust alus;
metallist käärid;
kinnitusdetailide detailid;
jootekolb;
jootmine;
jootma;
masin.

See on kõik. Ülejäänu on lihtsa tehnika küsimus.

Kuidas teha

Plekist on valmistatud kamin ja kaks aluse silindrit, millest koosneb käsitsi valmistatud Stirlingi mootor. Mõõtmed valitakse iseseisvalt, võttes arvesse selle seadme eesmärke. Oletame, et mootor on valmistatud demonstratsiooni eesmärgil. Siis on põhisilindri pühkimine kakskümmend kuni kakskümmend viis sentimeetrit, mitte rohkem. Ülejäänud osad peaksid sellega sobima.

Kolvi liigutamiseks mõeldud silindri ülaossa tehakse kaks nelja kuni viie millimeetrise läbimõõduga eendit ja auku. Elemendid toimivad vändaseadme asukoha määramisel laagritena.

Järgmisena valmistatakse mootori töökeha (sellest saab tavaline vesi). Silindri külge joodetakse tinaringid, mis keeratakse toruks kokku. Neisse tehakse augud ja sisestatakse messingist torud pikkusega kakskümmend viis kuni kolmkümmend viis sentimeetrit ja läbimõõduga neli kuni viis millimeetrit. Lõpuks kontrollivad nad, kui tihedaks kamber on muutunud, täites selle veega.

Edasi tuleb nihutaja kord. Valmistamiseks võetakse puidust toorik. Masinal saavutavad nad selle, et see võtab tavalise silindri kuju. Nihutaja peaks olema veidi väiksem kui silindri läbimõõt. Optimaalne kõrgus valitakse pärast Stirlingi mootori käsitsi valmistamist. Seetõttu peaks selles etapis pikkus olema teatud varu.

Kodarast muudetakse silindervarras. Puidust anuma keskel tehke varre jaoks sobiv auk, sisestage see. Varda ülemises osas on vaja varustada koht ühendusvarda seadme jaoks.

Seejärel võtavad nad nelja ja poole sentimeetri pikkused ja kahe ja poole sentimeetrise läbimõõduga vasktorud. Silindri külge joodetakse tinaring. Seinte külgedele on tehtud auk mahuti ja silindri ühendamiseks.

Kolb on samuti reguleeritud treipink seestpoolt suure silindri läbimõõdu all. Ülaosas on varras ühendatud hingedega.

Kokkupanek on lõpetatud ja mehhanism on reguleeritud. Selleks sisestatakse kolb suuremasse silindrisse ja viimane ühendatakse teise väiksema silindriga.

Suurele silindrile on ehitatud väntmehhanism. Kinnitage osa mootorist jootekolviga. Põhiosad on kinnitatud puitalusele.

Silinder täidetakse veega ja selle põhja alla asetatakse küünal. Algusest lõpuni käsitsi valmistatud Stirlingi mootori jõudlust kontrollitakse.

Teine viis: materjalid

Mootorit saab valmistada ka muul viisil. Selleks vajate järgmisi materjale:

tina;
vahtkumm;
Kirjaklambrid;
kettad;
kaks polti.

Kuidas teha

Vahtkummist kasutatakse väga sageli lihtsa, mitte võimsa Stirlingi mootori valmistamiseks oma kätega kodus. Sellest valmistatakse ette mootori nihutaja. Lõika vahtplastist ring välja. Läbimõõt peaks olema pisut väiksem kui plekkpurgil ja kõrgus veidi üle poole.

Kaane keskele tehakse auk tulevase ühendusvarda jaoks. Et see sujuks, rullitakse kirjaklamber spiraaliks ja joodetakse kaane külge.

Keskel olev vahtring läbistatakse peenikese traadiga kruviga ja kinnitatakse pealt seibiga. Seejärel ühendage jootmise teel kirjaklamber.

Nihutaja surutakse kaanel olevasse auku ja purk ühendatakse kaanega jootmise teel, et tihendada. Kirjaklambrile tehakse väike aas ja kaane sisse tehakse teine, suurem auk.

Plekk leht rullitakse silindrisse ja joodetakse ning kinnitatakse seejärel konservi külge nii, et vahesid ei jääks.

Kirjaklamber muudetakse väntvõlliks. Vahekaugus peaks olema täpselt üheksakümmend kraadi. Silindri kohal olev põlv on tehtud teisest pisut suuremaks.

Ülejäänud kirjaklambrid muutuvad võlli nagideks. Membraan valmistatakse järgmiselt: silinder mähitakse polüetüleenkilesse, pressitakse läbi ja kinnitatakse niidiga.

Ühendusvarras on valmistatud kirjaklambrist, mis sisestatakse kummitüki sisse ja valmis osa kinnitatakse membraanile. Ühendusvarda pikkus on valmistatud selliselt, et võlli alumises punktis tõmmatakse membraan silindrisse ja kõrgeimas punktis pikendatakse. Ühendusvarda teine osa on valmistatud samamoodi.

Seejärel liimitakse üks membraanile ja teine nihutajale.

Purgijalgu saab teha ka kirjaklambritest ja joota. Vända jaoks kasutatakse CD-d.

Siin on kogu mehhanism. Jääb vaid asendada ja selle all küünal süüdata ning seejärel hoorattast läbi suruda.

Järeldus

Selline on madala temperatuuriga Stirlingi mootor (ehitatud oma kätega). Loomulikult valmistatakse selliseid seadmeid tööstuslikus mastaabis täiesti erineval viisil. Põhimõte jääb aga samaks: õhuhulka soojendatakse ja seejärel jahutatakse. Ja seda korratakse pidevalt.

Lõpuks vaadake neid Stirlingi mootori jooniseid (saate seda ise teha ilma eriliste oskusteta). Võib-olla olete ideega juba põlenud ja soovite midagi sarnast teha?

Kaasaegne autotööstus on jõudnud arengutasemele, kus ilma põhjapaneva tähtsuseta teaduslikud uuringud traditsiooniliste sisepõlemismootorite konstruktsioonis on peaaegu võimatu saavutada olulisi parandusi. See olukord sunnib disainereid tähelepanu pöörama alternatiivsed elektrijaamade konstruktsioonid. Mõned insenerikeskused on keskendunud hübriid- ja seeriatootmise loomisele ja kohandamisele elektrilised mudelid, teised autotootjad investeerivad taastuvatest allikatest (näiteks rapsiõliga biodiisel) töötavate mootorite arendamisse. On ka teisi jõuplokkide projekte, millest võib tulevikus saada uus standardajam Sõiduk.

Tuleviku autode võimalike mehaanilise energia allikate hulgas on välispõlemismootor, mille leiutas 19. sajandi keskel šotlane Robert Stirling soojuspaisumismasinana.

Töö skeem

Stirlingi mootor muudab väljastpoolt tarnitud soojusenergia kasulikuks mehaaniliseks tööks tänu töövedeliku temperatuuri muutused(gaas või vedelik), mis ringleb suletud mahus.

Üldiselt on seadme tööskeem järgmine: mootori alumises osas kuumeneb tööaine (näiteks õhk) ja mahu suurenedes surub kolvi üles. Kuum õhk siseneb mootori ülaossa, kus seda jahutab radiaator. Töövedeliku rõhku vähendatakse, kolb langetatakse järgmiseks tsükliks. Sellisel juhul on süsteem tihendatud ja tööainet ei tarbita, vaid see liigub ainult silindri sees.

Stirlingi põhimõtet kasutavatel jõuallikatel on mitmeid konstruktsioonivõimalusi.

Stirlingi modifikatsioon "Alfa"

Mootor koosneb kahest eraldi jõukolvist (kuum ja külm), millest igaüks asub oma silindris. Kuuma kolviga juhitakse silindrisse soojust ja külm silinder asub jahutussoojusvahetis.

Stirlingi modifikatsioon "Beeta"

Kolvi sisaldavat silindrit soojendatakse ühelt poolt ja jahutatakse teiselt poolt. Silindris liiguvad jõukolb ja nihutaja, mis on mõeldud töögaasi mahu muutmiseks. Jahutatud tööaine tagasiliikumise mootori kuuma õõnsusse teostab regeneraator.

Stirlingi modifikatsioon "Gamma"

Disain koosneb kahest silindrist. Esimene on täiesti külm, milles jõukolb liigub, ja teine, ühelt poolt kuum ja teiselt poolt külm, on mõeldud nihutaja liigutamiseks. Külma gaasi tsirkulatsiooni regeneraator võib olla ühine mõlemale balloonile või sisalduda nihutaja konstruktsioonis.

Stirlingi mootori eelised

Nagu enamik välispõlemismootoreid, on ka Stirling omane mitme kütusega: mootor töötab temperatuuride erinevusel, olenemata selle põhjustanud põhjustest.

Huvitav fakt! Kord demonstreeriti installatsiooni, mis töötas kahekümnel kütusevalikul. Mootorit seiskamata bensiin, diislikütus, metaan, toornafta ja taimeõli- jõuallikas jätkas stabiilset tööd.

Mootoril on disaini lihtsus ja ei nõua lisasüsteeme ja manuseid(ajastus, starter, käigukast).

Seadme omadused tagavad pika kasutusea: rohkem kui sada tuhat tundi pidevat tööd.

Stirlingi mootor on vaikne, kuna silindrites detonatsiooni ei toimu ja heitgaase pole vaja eemaldada. Modifikatsioon "Beta", mis on varustatud rombikujulise vändamehhanismiga, on ideaalselt tasakaalustatud süsteem, millel ei ole töö ajal vibratsiooni.

Mootori silindrites ei toimu protsesse, millel võib olla negatiivne mõju keskkonnale. Valides sobiva soojusallika (nt päikeseenergia), saab Stirling olla absoluutselt keskkonnasõbralik jõuseade.

Stirlingi disaini puudused

Kogu komplektiga positiivsed omadused Stirlingi mootorite kohene massiline kasutamine on võimatu järgmistel põhjustel:

Peamine probleem seisneb konstruktsiooni materjalikulus. Töövedeliku jahutamiseks on vaja suuremahuliste radiaatorite olemasolu, mis suurendab oluliselt paigalduse suurust ja metallikulu.

Praegune tehnoloogiline tase võimaldab Stirlingi mootorit võrrelda kaasaegsete bensiinimootoritega ainult tänu keerulised tüübid töövedelik (heelium või vesinik) rõhu all üle saja atmosfääri. See asjaolu tekitab tõsiseid küsimusi nii materjaliteaduse kui ka kasutajaohutuse valdkonnas.

Oluline tööprobleem on seotud metallide soojusjuhtivuse ja temperatuuritaluvuse küsimustega. Soojus suunatakse töömahtu soojusvahetite kaudu, mis toob kaasa vältimatuid kadusid. Lisaks peab soojusvaheti olema valmistatud kuumakindlatest metallidest, mis on vastupidavad kõrgele rõhule. Sobivad materjalid on väga kallid ja neid on raske töödelda.

Stirlingi mootori režiimide muutmise põhimõtted erinevad ka põhimõtteliselt traditsioonilistest, mis nõuab spetsiaalsete juhtimisseadmete väljatöötamist. Seega on võimsuse muutmiseks vaja muuta rõhku silindrites, faasinurka nihutaja ja jõukolvi vahel või mõjutada õõnsuse läbilaskevõimet töövedelikuga.

Üks võimalus võlli kiiruse reguleerimiseks Stirlingi mootorimudelil on näha järgmises videos:

Tõhusus

Teoreetilistes arvutustes sõltub Stirlingi mootori efektiivsus töövedeliku temperatuuride erinevusest ja võib vastavalt Carnot' tsüklile ulatuda 70% või rohkem.

Esimesed metallist valmistatud proovid olid aga äärmiselt madala efektiivsusega järgmistel põhjustel:

jahutusvedeliku (töövedeliku) ebaefektiivsed variandid, mis piiravad maksimaalset küttetemperatuuri;
osade hõõrdumisest ja mootori korpuse soojusjuhtivusest tingitud energiakaod;
kõrge rõhu suhtes vastupidavate konstruktsioonimaterjalide puudumine.

Tehnilised lahendused on jõuallika konstruktsiooni pidevalt täiustanud. Niisiis, 20. sajandi teisel poolel neljasilindriline auto Rombilise ajamiga Stirlingi mootor näitas testides 35% efektiivsust vesijahutusvedelikul, mille temperatuur on 55 ° C. Disaini hoolikas uurimine, uute materjalide kasutamine ja töösõlmede peenhäälestus tagas katseproovide efektiivsuse 39%.

Märge! Kaasaegsetel sarnase võimsusega bensiinimootoritel on koefitsient kasulik tegevus tasemel 28-30% ja turbolaaduriga diislid 32-35%.

Stirlingi mootori kaasaegsed näited, näiteks Ameerika ettevõtte Mechanical Technology Inc., näitavad efektiivsust kuni 43,5%. Kuumuskindla keraamika ja sarnaste uuenduslike materjalide tootmise arendamisega on võimalik oluliselt tõsta töökeskkonna temperatuuri ja saavutada 60% efektiivsus.

Näited autotööstuse Stirlingide edukast rakendamisest

Kõigist raskustest hoolimata on autotööstuses kasutatavaid Stirlingi mootori mudeleid palju.

Huvi autosse paigaldamiseks sobiva Stirlingi vastu tekkis XX sajandi 50ndatel. Tööd selles suunas tegid sellised kontsernid nagu Ford Motor Company, Volkswagen Group jt.

UNITED STIRLING (Rootsi) töötas välja ettevõtte Stirling, mis kasutas maksimaalselt ära autotootjate toodetud seeriakomponente ja kooste (väntvõll, kepsud). Saadud neljasilindrilise V-kujulise mootori erikaal oli 2,4 kg / kW, mis on võrreldav kompaktse diiselmootori omadustega. Seda seadet testiti edukalt seitsmetonnise kaubakaubiku elektrijaamana.

Üheks edukaks näiteks on Hollandi tootmismudeli "Philips 4-125DA" neljasilindriline Stirlingi mootor, mis on mõeldud paigaldamiseks Auto. Mootori töövõimsus oli 173 liitrit. Koos. mõõtmetega sarnased klassikalisele bensiinimootorile.

General Motorsi insenerid saavutasid märkimisväärseid tulemusi, ehitades 70ndatel kaheksasilindrilise (4 töö- ja 4 survesilindrit) V-kujulise standardse vändamehhanismiga Stirlingi mootori.

Sarnane elektrijaam 1972. a varustatud piiratud seeria Ford Torino autodega, mille kütusekulu on võrreldes klassikalise bensiini V-kujulise kaheksaga vähenenud 25%.

Praegu töötab üle viiekümne välisettevõtte Stirlingi mootori disaini täiustamise nimel, et kohandada see autotööstuse vajadustele vastavaks masstootmiseks. Ja kui seda tüüpi mootorite puudused on võimalik kõrvaldada, säilitades samal ajal selle eelised, siis bensiini sisepõlemismootoreid asendab Stirling, mitte turbiinid ja elektrimootorid.

Stirlingi mootor - soojusmootor, milles töövedelik gaasi või vedeliku kujul liigub suletud mahus, omamoodi välispõlemismootor. See põhineb töövedeliku perioodilisel kuumutamisel ja jahutamisel koos energia eraldamisega töövedeliku mahu muutumisest. See võib töötada mitte ainult kütuse põlemisel, vaid ka mis tahes soojusallikast.

Soojusmasin, milles töövedelik kujul gaas või vedel, liigub suletud mahus, omamoodi välispõlemismootor.

põhineb töövedeliku perioodilisel kuumutamisel ja jahutamisel energia eraldamisega sellest tulenevast töövedeliku mahu muutusest. See võib töötada mitte ainult kütuse põlemisel, vaid ka mis tahes soojusallikast.

Riis. 1. Stirlingi mootor

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

19. sajandil soovisid insenerid luua ohutu asendus tolleaegsetele aurumasinatele, mille katlad plahvatasid sageli kõrge aururõhu ja nende ehitamiseks sobimatute materjalide tõttu. Hea variant ilmus koos loominguga Stirlingi mootor, mis võib muuta mis tahes temperatuurierinevuse tööks.

Selle patenteeris esmakordselt Šoti preester Robert Stirling 27. septembril 1816 (Inglise patent nr 4081). Siiski esimene elementaarne mootorid kuum õhk" olid tuntud juba sisse XVII lõpp sajandil, ammu enne Stirlingit. Stirlingi saavutus on sõlme lisamine, mida ta nimetas "majanduseks". Kaasaegses teaduskirjanduses nimetatakse seda sõlme "regeneraatoriks". See suurendab mootori jõudlust, hoides töövedeliku jahutamise ajal soojust mootori soojas osas. See protsess suurendab oluliselt süsteemi tõhusust. Kõige sagedamini on regeneraatoriks kamber, mis on täidetud traadi, graanulite, gofreeritud fooliumiga (lainestused lähevad mööda gaasivoolu suunda).

Stirlingi mootori tööpõhimõte:

Põhiline tööpõhimõte Stirlingi mootor seisneb töövedeliku, näiteks gaasi, pidevas vahelduvas kuumutamises ja jahutamises suletud silindris.

On teada, et gaasi kuumutamisel selle maht suureneb ja jahutamisel väheneb. See gaaside omadus on töö aluseks Stirlingi mootor.

See kasutab Stirlingi tsüklit, mis ei jää termodünaamilise efektiivsuse poolest alla Carnot' tsüklile ja millel on isegi eelis. Fakt on see, et Carnot' tsükkel koosneb isotermidest ja adiabaatidest, mis erinevad üksteisest vähe. Selle tsükli praktiline rakendamine on vähetõotav. Stirlingi tsükkel võimaldas saada mootori, mis töötab praktikas vastuvõetava suurusega.

Riis. 2. Idealiseeritud Stirlingi tsükli "rõhu-mahu" skeem

Stirlingi tsükkel koosneb neljast faasist ja on eraldatud kahe üleminekufaasiga:

– kuumus,

– pikendamine,

– üleminek juurde külma allikas,

– jahutamine,

– kokkusurumine

– ja üleminek soojusallikale.

Seega soojast allikast külma allikasse liikudes paisub ja tõmbub kokku gaas balloonis. Sel juhul muutub rõhk, mille tõttu on võimalik saada kasulikku tööd.

Töövedeliku soojendamist ja jahutamist (sektsioonid 4 ja 2) teostab nihutaja. Ideaalis on tõrjuja poolt eraldatud ja ära võetud soojushulk sama. kasulikku tööd toodetakse ainult isotermide tõttu, see tähendab, et see sõltub küttekeha ja jahuti temperatuuride erinevusest, nagu Carnot' tsüklis.

Töötsükkel Stirlingi mootor beetatüüp (kõige levinum) näeb välja selline:

Riis. 2. Stirlingi mootori töötsükkel

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

kus: a - nihkekolb; b - töökolb; c - hooratas; d - tulekahju (kütteala); e - jahutusribid (jahutusala).

1. Väline soojusallikas soojendab gaasi soojusvahetussilindri põhjas. Tekkiv rõhk surub töökolvi üles (pange tähele, et väljatõmbekolb ei sobitu tihedalt vastu seinu).

2. Hooratas surub nihkekolvi alla, liigutades seeläbi kuumutatud õhku põhjast jahutuskambrisse.

3. Õhk jahtub ja tõmbub kokku, töötav kolb läheb alla.

4. Nihkekolb tõuseb üles, liigutades sellega jahutatud õhu põhja. Ja tsükkel kordub.

IN Stirlingi masin töökolvi liikumist nihutatakse nihutava kolvi liikumise suhtes 90°. Olenevalt selle nihke märgist võib masinaks olla mootor või soojuspump. 0° nihkega masin tööd ei tooda (v.a hõõrdekaod) ega tooda seda.

Stirlingi mootori eelised:

- "kõigesööja" mootor. Stirlingi mootor võib töötada peaaegu igasugusel temperatuurierinevusel: näiteks ookeani erinevate veekihtide vahel, päikesest, tuuma- või isotoopküttekehast, kivisöest või puuahi jne.,

– disaini lihtsus – disain mootor väga lihtne, see ei vaja täiendavaid süsteeme, näiteks gaasijaotusmehhanismi. Käivitub iseenesest ja ei vaja starterit,

- suurenenud ressurss - disaini lihtsus, paljude "õrnade" sõlmede puudumine võimaldab Stirlingi mootoril pakkuda teistele mootoritele enneolematut jõudlusvaru kümnete ja sadade tuhandete tundide pideva tööga,

- tasuvus - teatud tüüpi soojusenergia kasutamisel, eriti väikese temperatuurierinevuse korral, mootorid Stirling on sageli kõige rohkem tõhusad tüübid mootorid. Näiteks päikeseenergia elektrienergiaks muutmisel annavad "stirlingid" mõnikord suurema kasuteguri (kuni 31,25%) kui aurumasinad,

- keskkonnasõbralikkus - "stirlingil" puudub heitgaas, mis tähendab, et selle müratase on palju väiksem kui kolvi oma mootorid sisepõlemine. Rombikujulise mehhanismiga beeta-segamine on täiuslikult tasakaalustatud seade ja piisavalt kõrge kvaliteet tootmine, on piirang madal tase vibratsioonid (vibratsiooni amplituud alla 0,0038 mm). Stirlingil endal ei ole mingeid osi ega protsesse, mis võivad saastet tekitada. keskkond. See ei tarbi töövedelikku. Mootori keskkonnasõbralikkus tuleneb eelkõige soojusallika keskkonnasõbralikkusest,

- tõhusus mootor Stirling on kuni 45%.

Stirlingi mootori konfiguratsioon ja disain:

Konfiguratsioone on mitu mootor Stirling:

- alfa Stirling- sisaldab kahte eraldi jõukolbi eraldi silindrites, üks on kuum, teine on külm. Kuuma kolviga silinder on kõrgema temperatuuriga soojusvahetis, külma kolviga - külmemas.

Riis. 3. α-Stirling

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

Selles liigis mootor võimsuse ja mahu suhe on üsna suur, kuid kahjuks soojust"kuum" kolb tekitab teatud tehnilisi raskusi. Regeneraator asub ühendustoru kuuma osa ja külm

– beetastirling- on ainult üks silinder, ühest otsast kuum ja teisest külm. Kolb (millest toide eemaldatakse) ja nihutaja liiguvad silindri sees, eraldades sooja ja külma õõnsused.

Riis. 4. β-Stirling

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

Gaas pumbatakse silindri külmast osast kuuma osasse läbi regeneraatori. Regeneraator võib olla väline, soojusvaheti osana või kombineerida nihutava kolviga,

– Gamma Stirling- on ka kolb ja nihutaja, kuid samal ajal on kaks silindrit - üks külm (kolb liigub seal, millest vool võetakse ära) ja teine on ühest otsast kuum ja teisest külm (kolb nihutaja liigub sinna).

Riis. 5. γ-Stirling

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

Regeneraator võib olla väline, sel juhul ühendab see teise silindri kuuma osa külmaga ja samaaegselt esimese (külma) silindriga. Sisemine regeneraator on osa nihkest.

Stirlingi mootori rakendus:

Kohaldatav juhtudel, kui on vaja väikest muundurit soojusenergia, lihtsa disainiga või kui tõhusust muude termiliste mootorid osutub madalamaks, näiteks kui temperatuuride erinevus ei ole piisav auru- või gaasiturbiini käitamiseks:

– universaalsed elektriallikad,

– pumbad,

– soojuspumbad,

– külmutustehnoloogia.

Tuntud Stirlingi mootorit saab luua iseseisvalt improviseeritud materjalidest. Kõik selle konstruktsiooni soojusallikad on võimelised andma teile energiat seadme väljumisel.

materjalid

Stirlingi mootori valmistamiseks oma kätega vajate:

CD - ketas;
plastikust hoidik CD-de alt;
alumiiniumleht mõõtmetega 25 x 13 cm;
epoksiidvaik;
traat;
7" PVC toru;
vahtpolüstürool;
vasktoru ¾ tolli;
kleeplint;
termopüstol ja kuumliim;
metallisaag;
puurida;
traadilõikurid;
pusle;
kompass.

Samm 1. CD-hoidja küljest on vaja osa konstruktsioonist ära lõigata. Tulemuseks peaks olema siledate servadega ring ilma põhja ja ülaosata. Kõrgus - umbes 4 cm.

2. samm. Mõõtke saadud ringi läbimõõt kompassi abil. Viige see vahule. Tehke kaks ringi. Märkige kindlasti keskpunkt. Lihvige ringe tikksaega. Liimige need. Ringi selgeks sobitamiseks liimige välisserv kleeplindiga.

3. samm. Lõika alumiiniumlehtedest välja CD-hoidiku ümbermõõdu läbimõõduga ringid. Neid peaks olema kaks.

4. samm. Täpselt ülemise alumiiniumlehe keskele puurige auk, millesse traat siseneb. Selleks, et traat liiguks otse, nagu me seda vajame, keevitage nurga all oleva toru tükk, nagu fotol näidatud. Tema silindrikübaras tehke traadi jaoks veel üks auk. Võtke traat ise, mis kolvi hoiab, kontrollige, kas see saab läbi nende aukude liikuda, kuid samal ajal on ka tihedus.

Ülemise katte servale lähemale puurige teine auk, mille läbimõõt on võrdne olemasoleva tükiga metallist toru.

5. samm. Nüüd peate tegema kolvi. Selleks võtke metalltoru tükk, mis seejärel sellesse kujundusse läheb. Loputage see ja asetage kilekotitükiga vooderdatud kaanele. Määrige toru sisemus ja kott ise õliga. Pärast seda valage saadud vormi, kuumutatud epoksiid. See peaks olema soe, mitte kuum. Kuna see tahkub jõuga, peate õpitud kolvi välja lükkama. Vormi traadist konks. Puurida tükki epoksiidvaik auku ja sisestage see traat sinna. Kolb on valmis.

6. samm. Osa konstruktsioonist tuleb kokku panna. Liimige konstruktsiooni põhi kuuma liimiga. Tee ka veel paar traatkonksu. Lõika konks, mis asub kogu konstruktsiooni keskel. Tihendage konksude otsad epoksiidiga.

7. samm. Kinnitage toru alumiiniumist pealislehe külge. Määrige see, sisestage kolb. Tehke konstruktsiooni liikuva osa paigutus. Selleks kinnitage lihtsalt paber ja tehke põhimärgised. Painutage traati vastavalt joonistatud paigutusele.

8. samm. Puurige konksudesse auk, mis on veidi suurem kui põhitraat.

9. samm. pvc toru pooleks lõigatud kinnita kuumaliimiga alumiiniumaluse külge. Tehke augud torusse, millesse traadi väntvõlli asetate. Kinnitage kork võlli teise otsa. plastpurk või CD. Nad peavad pöörlema.

Kunagi kuulus Stirlingi mootor jäi teise mootori (sisepõlemismootori) laialdase kasutamise tõttu pikaks ajaks unustusse. Kuid täna kuuleme temast üha rohkem. Võib-olla on tal võimalus saada populaarsemaks ja leida oma koht kaasaegses maailmas uues modifikatsioonis?

Lugu

Seoses teist tüüpi mootorite levikuga oli see peaaegu unustatud. Sellegipoolest on tänu oma eelistele täna Stirlingi mootor (paljud amatöörid ehitavad seda kodus oma kätega) taas tagasi.

Peamine erinevus sisepõlemismootorist on see, et soojusenergia tuleb väljast, mitte ei teki mootoris endas, nagu sisepõlemismootoris.

Toimimispõhimõte

Pole ime, et paljud isevalmistavad termoakustilised Stirlingi mootorid on valmistatud kodus. Selleks vajalikud tööriistad ja materjalid nõuavad minimaalselt, mis igaühel kodus olemas on. Vaatame kahte erinevat viisi, kuidas seda luua on lihtne.

Töömaterjalid

Stirlingi mootori valmistamiseks oma kätega vajate järgmisi materjale:

tina;
terasest kodarad;
messingist toru;
rauasaag;
fail;
puidust alus;
metallist käärid;
kinnitusdetailide detailid;
jootekolb;
jootmine;
jootma;
masin.

See on kõik. Ülejäänu on lihtsa tehnika küsimus.

Kuidas teha

Kolvi liigutamiseks mõeldud silindri ülaossa tehakse kaks nelja kuni viie millimeetrise läbimõõduga eendit ja auku. Elemendid toimivad vändaseadme asukoha määramisel laagritena.

Kodarast muudetakse silindervarras. Puidust anuma keskel tehke varre jaoks sobiv auk, sisestage see. Varda ülemises osas on vaja varustada koht ühendusvarda seadme jaoks.

Samuti reguleeritakse kolb treipingil seestpoolt suure silindri läbimõõdule. Ülaosas on varras ühendatud hingedega.

Kokkupanek on lõpetatud ja mehhanism on reguleeritud. Selleks sisestatakse kolb suuremasse silindrisse ja viimane ühendatakse teise väiksema silindriga.

Suurele silindrile on ehitatud väntmehhanism. Kinnitage osa mootorist jootekolviga. Põhiosad on kinnitatud puitalusele.

Silinder täidetakse veega ja selle põhja alla asetatakse küünal. Algusest lõpuni käsitsi valmistatud Stirlingi mootori jõudlust kontrollitakse.

Teine viis: materjalid

Mootorit saab valmistada ka muul viisil. Selleks vajate järgmisi materjale:

tina;
vahtkumm;
Kirjaklambrid;
kettad;
kaks polti.

Kuidas teha

Kaane keskele tehakse auk tulevase ühendusvarda jaoks. Et see sujuks, rullitakse kirjaklamber spiraaliks ja joodetakse kaane külge.

Keskel olev vahtring läbistatakse peenikese traadiga kruviga ja kinnitatakse pealt seibiga. Seejärel ühendage jootmise teel kirjaklamber.

Nihutaja surutakse kaanel olevasse auku ja purk ühendatakse kaanega jootmise teel, et tihendada. Kirjaklambrile tehakse väike aas ja kaane sisse tehakse teine, suurem auk.

Plekk leht rullitakse silindrisse ja joodetakse ning kinnitatakse seejärel konservi külge nii, et vahesid ei jääks.

Kirjaklamber muudetakse väntvõlliks. Vahekaugus peaks olema täpselt üheksakümmend kraadi. Silindri kohal olev põlv on tehtud teisest pisut suuremaks.

Ülejäänud kirjaklambrid muutuvad võlli nagideks. Membraan valmistatakse järgmiselt: silinder mähitakse polüetüleenkilesse, pressitakse läbi ja kinnitatakse niidiga.

Seejärel liimitakse üks membraanile ja teine nihutajale.

Purgijalgu saab teha ka kirjaklambritest ja joota. Vända jaoks kasutatakse CD-d.

Siin on kogu mehhanism. Jääb vaid asendada ja selle all küünal süüdata ning seejärel hoorattast läbi suruda.

Järeldus

Lõpuks vaadake neid Stirlingi mootori jooniseid (saate seda ise teha ilma eriliste oskusteta). Võib-olla olete ideega juba põlenud ja soovite midagi sarnast teha?