چگونه یک موتور استرلینگ قدرتمند بسازیم. موتور استرلینگ ساخته شده از قوطی های حلبی. اصلاح استرلینگ "گاما"

موتور استرلینگ که زمانی معروف بود، به دلیل استفاده گسترده از موتور دیگری برای مدت طولانی فراموش شد. احتراق داخلی). اما امروز بیشتر و بیشتر در مورد او می شنویم. شاید او این شانس را داشته باشد که محبوب تر شود و جایگاه خود را در اصلاحات جدید در دنیای مدرن پیدا کند؟

داستان

موتور استرلینگ یک موتور حرارتی است که در اوایل قرن نوزدهم اختراع شد. نویسنده، همانطور که می دانید، استرلینگ خاصی به نام رابرت، کشیشی از اسکاتلند بود. این دستگاه یک موتور احتراق خارجی است که در آن بدن در یک ظرف بسته حرکت می کند و دائماً دمای خود را تغییر می دهد.

به دلیل گسترش نوع دیگری از موتور، تقریباً فراموش شد. با این وجود، به لطف مزایای آن، امروز موتور استرلینگ (بسیاری از آماتورها آن را در خانه با دستان خود می سازند) دوباره بازگشته است.

تفاوت اصلی با موتور احتراق داخلی این است که انرژی گرمایی از بیرون می آید و مانند موتورهای احتراق داخلی در خود موتور تولید نمی شود.

اصل عملیات

شما می توانید حجم هوای بسته محصور در محفظه ای را تصور کنید که دارای غشایی است، یعنی یک پیستون. هنگامی که بدنه گرم می شود، هوا منبسط می شود و کار می کند، در نتیجه پیستون قوس می شود. سپس خنک شدن اتفاق می افتد و دوباره خم می شود. این چرخه مکانیسم است.

جای تعجب نیست که بسیاری از موتورهای ترموآکوستیک استرلینگ که خودتان انجام می دهید در خانه ساخته می شوند. ابزار و مواد لازم برای این کار به حداقل چیزی نیاز دارد که همه در خانه خود دارند. دو را در نظر بگیرید راه های مختلفساختنش چقدر راحته

مواد کار

برای ساخت موتور استرلینگ با دستان خود به مواد زیر نیاز دارید:

قلع؛
فولاد صحبت کرد;
لوله برنجی؛
اره برقی;
فایل؛
پایه چوبی؛
قیچی فلزی؛
جزئیات اتصال دهنده؛
آهن لحیم کاری؛
لحیم کاری؛
لحیم کاری؛
دستگاه.

این همه است. بقیه مسائل مربوط به تکنیک ساده است.

چطور انجام دادن

یک جعبه آتش و دو سیلندر برای پایه از قلع تهیه شده است که موتور استرلینگ ساخته شده با دست از آن تشکیل شده است. ابعاد به طور مستقل با در نظر گرفتن اهدافی که این دستگاه در نظر گرفته شده است انتخاب می شود. فرض کنید موتور برای اهداف نمایشی ساخته شده است. سپس رفت و برگشت سیلندر اصلی از بیست تا بیست و پنج سانتی متر خواهد بود، نه بیشتر. بقیه قسمت ها باید با آن جا بیفتند.

در بالای سیلندر برای حرکت پیستون دو برآمدگی و سوراخ به قطر چهار تا پنج میلی متر ایجاد می شود. عناصر به عنوان یاتاقان برای محل دستگاه میل لنگ عمل می کنند.

سپس بدنه کار موتور ساخته می شود (به آب معمولی تبدیل می شود). دایره های قلع به سیلندر لحیم می شوند که به شکل لوله در می آیند. سوراخ هایی در آنها ایجاد می شود و لوله های برنجی به طول بیست و پنج تا سی و پنج سانتی متر و به قطر چهار تا پنج میلی متر وارد می شوند. در پایان با پر کردن محفظه از آب بررسی می کنند که چقدر محفظه سفت شده است.

بعد نوبت جابجایی می رسد. برای ساخت، یک قسمت خالی از چوب گرفته می شود. در دستگاه، آنها به این نتیجه می رسند که به شکل یک استوانه معمولی است. جابجایی باید کمی کوچکتر از قطر سیلندر باشد. ارتفاع بهینه پس از ساخت موتور استرلینگ با دست انتخاب می شود. بنابراین، در این مرحله، طول باید مقداری حاشیه را در نظر بگیرد.

پره به یک میله سیلندر تبدیل می شود. در مرکز ظرف چوبی یک سوراخ مناسب برای ساقه ایجاد کنید، آن را وارد کنید. در قسمت بالایی شاتون لازم است مکانی برای دستگاه شاتون در نظر گرفته شود.

سپس لوله های مسی به طول چهار و نیم سانتی متر و قطر دو و نیم سانتی متر می گیرند. دایره ای از قلع به سیلندر لحیم شده است. در طرفین روی دیوارها، سوراخی برای ارتباط ظرف با سیلندر ایجاد شده است.

پیستون نیز تنظیم شده است ماشین تراشزیر قطر سیلندر بزرگ از داخل. در قسمت بالا، میله به صورت لولایی وصل شده است.

مونتاژ کامل شده و مکانیسم تنظیم شده است. برای انجام این کار، پیستون به یک سیلندر بزرگتر وارد می شود و دومی به سیلندر کوچکتر دیگری متصل می شود.

یک مکانیسم میل لنگ بر روی یک سیلندر بزرگ ساخته شده است. قسمتی از موتور را با آهن لحیم کاری ثابت کنید. قطعات اصلی روی پایه چوبی ثابت می شوند.

سیلندر با آب پر می شود و یک شمع در زیر آن قرار می گیرد. موتور استرلینگ که از ابتدا تا انتها با دست ساخته شده است، از نظر عملکرد بررسی می شود.

راه دوم: مواد

موتور را می توان به روش دیگری ساخت. برای این کار به مواد زیر نیاز دارید:

قلع؛
اسفنج لاستیکی؛
گیره کاغذ؛
دیسک ها؛
دو پیچ

چطور انجام دادن

لاستیک فوم اغلب برای ساختن یک موتور ساده و نه قدرتمند استرلینگ در خانه با دستان خود استفاده می شود. یک جابجایی برای موتور از آن تهیه شده است. دایره فوم را برش دهید. قطر باید کمی کوچکتر از قطر قوطی حلبی باشد و ارتفاع آن کمی بیشتر از نصف باشد.

یک سوراخ در مرکز پوشش برای میله اتصال آینده ایجاد می شود. برای اینکه به نرمی پیش برود، گیره کاغذ به صورت مارپیچی در می آید و به درب آن لحیم می شود.

دایره فوم در وسط با یک سیم نازک با پیچ سوراخ شده و با واشر روی آن ثابت می شود. سپس یک تکه گیره کاغذ را با لحیم کاری وصل کنید.

جابجایی به سوراخ روی درب فشار داده می شود و شیشه با لحیم کاری به درب متصل می شود تا آب بندی شود. یک حلقه کوچک روی گیره کاغذ ایجاد می شود و یک سوراخ بزرگتر دیگر در درب آن ایجاد می شود.

ورق قلع به شکل استوانه در می آید و لحیم می شود و سپس به قوطی وصل می شود تا هیچ شکافی وجود نداشته باشد.

گیره کاغذ به میل لنگ تبدیل می شود. فاصله باید دقیقاً نود درجه باشد. زانوی بالای سیلندر کمی بزرگتر از دیگری ساخته شده است.

گیره های کاغذ باقی مانده به قفسه هایی برای شفت تبدیل می شوند. غشاء به شرح زیر ساخته می شود: سیلندر در یک فیلم پلی اتیلن پیچیده شده است، از طریق آن فشرده شده و با یک نخ بسته می شود.

میله اتصال از یک گیره کاغذ ساخته شده است که داخل یک تکه لاستیک قرار می گیرد و قسمت تمام شده به غشاء وصل می شود. طول شاتون طوری ساخته شده است که در نقطه شفت پایین غشاء به داخل سیلندر کشیده می شود و در بالاترین نقطه کشیده می شود. قسمت دوم شاتون به همین ترتیب ساخته شده است.

سپس یکی به غشاء چسبانده می شود و دیگری به جابجایی.

پایه های قوطی را می توان از گیره های کاغذ و لحیم کاری ساخت. برای میل لنگ از سی دی استفاده شده است.

اینجا کل مکانیسم است. فقط باید یک شمع را در زیر آن جایگزین و روشن کنید و سپس از طریق فلایویل فشار دهید.

نتیجه

موتور استرلینگ با دمای پایین (ساخته شده با دستان خود) چنین است. البته در مقیاس صنعتی، چنین دستگاه هایی به روشی کاملا متفاوت ساخته می شوند. با این حال، اصل یکسان است: حجم هوا گرم می شود و سپس خنک می شود. و این مدام تکرار می شود.

در نهایت به این نقشه های موتور استرلینگ نگاهی بیندازید (می توانید خودتان بدون هیچ مهارت خاصی این کار را انجام دهید). شاید شما در حال حاضر با این ایده در آتش هستید و می خواهید کاری مشابه انجام دهید؟

صنعت خودروسازی مدرن به سطحی از توسعه رسیده است که در آن، بدون اساسی تحقیق علمیدستیابی به پیشرفت های چشمگیر در طراحی موتورهای احتراق داخلی سنتی تقریباً غیرممکن است. این وضعیت طراحان را مجبور به توجه می کند طرح های جایگزین نیروگاه. برخی از مراکز مهندسی تلاش خود را بر ایجاد و انطباق با تولید سریال هیبریدی و مدل های الکتریکی، خودروسازان دیگر در حال سرمایه گذاری در توسعه موتورهایی هستند که با منابع تجدیدپذیر (به عنوان مثال، بیودیزل با روغن کلزا) کار می کنند. پروژه های دیگری از واحدهای نیرو وجود دارد که در آینده ممکن است به پیشرانه استاندارد جدید تبدیل شوند وسیله نقلیه.

از جمله منابع احتمالی انرژی مکانیکی برای خودروهای آینده، موتور احتراق خارجی است که در اواسط قرن نوزدهم توسط رابرت استرلینگ اسکاتلندی به عنوان یک ماشین انبساط حرارتی اختراع شد.

طرح کار

موتور استرلینگ انرژی حرارتی تامین شده از بیرون را به کار مکانیکی مفید تبدیل می کند تغییرات دمای سیال کار(گاز یا مایع) در حال گردش در حجم بسته.

به طور کلی، طرح عملکرد دستگاه به شرح زیر است: در قسمت پایین موتور، ماده کار (به عنوان مثال، هوا) گرم می شود و با افزایش حجم، پیستون را به سمت بالا هل می دهد. هوای داغ وارد قسمت بالایی موتور می شود و در آنجا توسط رادیاتور خنک می شود. فشار سیال کار کاهش می یابد، پیستون برای چرخه بعدی پایین می آید. در این حالت سیستم آب بندی می شود و ماده کار مصرف نمی شود و فقط در داخل سیلندر حرکت می کند.

چندین گزینه طراحی برای واحدهای نیرو با استفاده از اصل استرلینگ وجود دارد.

اصلاح استرلینگ "آلفا"

موتور از دو پیستون قدرت مجزا (گرم و سرد) تشکیل شده است که هر کدام در سیلندر خود قرار دارند. گرما با پیستون داغ به سیلندر می رسد و سیلندر سرد در مبدل حرارتی خنک کننده قرار دارد.

اصلاح استرلینگ "بتا"

سیلندر حاوی پیستون از یک طرف گرم شده و در طرف مقابل سرد می شود. یک پیستون قدرت و یک جابجایی در سیلندر حرکت می کنند که برای تغییر حجم گاز کار طراحی شده است. حرکت برگشت ماده کار خنک شده به داخل حفره داغ موتور توسط احیا کننده انجام می شود.

اصلاح استرلینگ "گاما"

این طرح از دو سیلندر تشکیل شده است. اولی کاملاً سرد است که در آن پیستون قدرت حرکت می کند و دومی که از یک طرف گرم و از طرف دیگر سرد است برای حرکت جابجایی عمل می کند. احیا کننده برای گردش گاز سرد می تواند برای هر دو سیلندر مشترک باشد یا در طراحی جابجایی گنجانده شود.

مزایای موتور استرلینگ

مانند اکثر موتورهای احتراق خارجی، استرلینگ ذاتی است چند سوختی: موتور بدون توجه به دلایلی که باعث ایجاد آن شده است با اختلاف دما کار می کند.

حقیقت جالب!یک بار، نصبی نشان داده شد که بر روی بیست گزینه سوخت کار می کرد. بدون توقف موتور، بنزین، گازوئیل، متان، نفت خام و روغن سبزیجات- واحد برق به طور پیوسته به کار خود ادامه داد.

موتور دارد سادگی طراحیو نیازی به سیستم های اضافی و پیوست ها(تایمینگ، استارت، گیربکس).

ویژگی های دستگاه طول عمر طولانی را تضمین می کند: بیش از صد هزار ساعت کار مداوم.

موتور استرلینگ بی صدا است، زیرا انفجار در سیلندرها رخ نمی دهد و نیازی به حذف گازهای خروجی نیست. اصلاح "بتا"، مجهز به مکانیزم میل لنگ لوزی، یک سیستم کاملا متعادل است که در حین کار لرزش ندارد.

فرآیندهایی که می تواند تأثیر منفی بر محیط زیست داشته باشد در سیلندرهای موتور رخ نمی دهد. با انتخاب یک منبع گرمایی مناسب (به عنوان مثال انرژی خورشیدی)، استرلینگ می تواند کاملاً باشد سازگار با محیط زیستواحد قدرت.

معایب طرح استرلینگ

با تمام ست خواص مثبتاستفاده انبوه فوری از موتورهای استرلینگ به دلایل زیر غیرممکن است:

مشکل اصلی در مصرف مصالح سازه نهفته است. خنک سازی سیال کار مستلزم وجود رادیاتورهای با حجم زیاد است که به میزان قابل توجهی اندازه و مصرف فلز نصب را افزایش می دهد.

سطح فن آوری فعلی به موتور استرلینگ اجازه می دهد تا از نظر عملکرد با موتورهای بنزینی مدرن فقط از طریق استفاده از انواع پیچیدهسیال کاری (هلیوم یا هیدروژن) تحت فشار بیش از صد اتمسفر. این واقعیت سوالات جدی را هم در زمینه علم مواد و هم در زمینه ایمنی کاربر ایجاد می کند.

یک مشکل مهم عملیاتی مربوط به مسائل هدایت حرارتی و مقاومت دمایی فلزات است. گرما از طریق مبدل های حرارتی به حجم کار می رسد که منجر به تلفات اجتناب ناپذیر می شود. علاوه بر این، مبدل حرارتی باید از فلزات مقاوم در برابر حرارت ساخته شود که در برابر فشار بالا مقاوم هستند. مواد مناسب بسیار گران هستند و پردازش آنها دشوار است.

اصول تغییر حالت های موتور استرلینگ نیز اساساً با موارد سنتی متفاوت است که نیاز به توسعه دستگاه های کنترل ویژه دارد. بنابراین، برای تغییر قدرت، باید فشار در سیلندرها، زاویه فاز بین جابجایی و پیستون قدرت را تغییر داد یا بر ظرفیت حفره با سیال کار تأثیر گذاشت.

یکی از راه های کنترل سرعت شفت در مدل موتور استرلینگ را می توان در ویدیوی زیر مشاهده کرد:

بهره وری

در محاسبات نظری، راندمان موتور استرلینگ به اختلاف دمای سیال عامل بستگی دارد و می تواند مطابق با چرخه کارنو به 70 درصد یا بیشتر برسد.

با این حال، اولین نمونه های ساخته شده در فلز به دلایل زیر بازده بسیار پایینی داشتند:

انواع ناکارآمد مایع خنک کننده (سیال کار) که حداکثر دمای گرمایش را محدود می کند.
تلفات انرژی به دلیل اصطکاک قطعات و هدایت حرارتی محفظه موتور.
عدم وجود مصالح ساختاری مقاوم در برابر فشار بالا.

راه حل های مهندسی به طور مداوم طراحی واحد قدرت را بهبود بخشیده است. بنابراین، در نیمه دوم قرن بیستم، یک خودروی چهار سیلندر موتور استرلینگ با درایو لوزی بازدهی برابر با 35 درصد را در آزمایشات نشان دادبر روی یک خنک کننده آب با دمای 55 درجه سانتیگراد. مطالعه دقیق طراحی، استفاده از مواد جدید و تنظیم دقیق واحدهای کار، کارایی نمونه های آزمایشی را در 39٪ تضمین کرد.

توجه داشته باشید! موتورهای بنزینی مدرن با قدرت مشابه دارای ضریب هستند اقدام مفیددر سطح 28-30٪ و دیزل های توربوشارژ در 32-35٪.

نمونه های مدرن موتور استرلینگ، مانند نمونه ای که توسط شرکت آمریکایی Mechanical Technology Inc ساخته شده است، کارایی تا 43.5٪ را نشان می دهد. و با توسعه تولید سرامیک های مقاوم در برابر حرارت و مواد ابتکاری مشابه، افزایش قابل توجه دمای محیط کار و دستیابی به راندمان 60 درصد امکان پذیر خواهد بود.

نمونه هایی از اجرای موفقیت آمیز استرلینگ های خودرویی

با وجود تمام مشکلات، مدل های قابل اجرا بسیاری از موتور استرلینگ وجود دارد که در صنعت خودروسازی قابل استفاده است.

علاقه به استرلینگ، مناسب برای نصب در ماشین، در دهه 50 قرن XX ظاهر شد. کار در این جهت توسط نگرانی هایی مانند شرکت فورد موتور، گروه فولکس واگن و دیگران انجام شد.

UNITED STIRLING (سوئد) استرلینگ را توسعه داد که از قطعات سریال و مجموعه های تولید شده توسط خودروسازان (میل لنگ، میله های اتصال) حداکثر استفاده را می کرد. موتور چهار سیلندر V شکل حاصل دارای وزن مخصوص 2.4 کیلوگرم بر کیلووات بود که با ویژگی های یک موتور دیزل فشرده قابل مقایسه است. این واحد به عنوان نیروگاه وانت بار هفت تنی با موفقیت آزمایش شد.

یکی از نمونه های موفق موتور چهار سیلندر استرلینگ مدل تولیدی هلندی "Philips 4-125DA" است که برای نصب در یک ماشین. قدرت کار موتور 173 لیتر بود. با. در ابعادی مشابه واحد بنزینی کلاسیک.

مهندسان جنرال موتورز با ساخت یک موتور استرلینگ هشت سیلندر (4 سیلندر کار و 4 سیلندر تراکمی) V شکل با مکانیزم میل لنگ استاندارد در دهه 70 به نتایج قابل توجهی دست یافتند.

نیروگاه مشابه در سال 1972 مجهز به سری محدود از خودروهای فورد تورینوکه مصرف سوخت آن در مقایسه با هشت کلاسیک بنزینی V شکل 25 درصد کاهش یافته است.

در حال حاضر بیش از پنجاه شرکت خارجی برای بهبود طراحی موتور استرلینگ به منظور تطبیق آن با تولید انبوه برای نیازهای صنعت خودرو کار می کنند. و اگر بتوان کاستی های این نوع موتورها را برطرف کرد و در عین حال مزایای آن را نیز حفظ کرد، این استرلینگ است و نه توربین ها و موتورهای الکتریکی که جایگزین موتورهای احتراق داخلی بنزینی می شود.

موتور استرلینگ - یک موتور حرارتی که در آن سیال کار، به شکل گاز یا مایع، در حجم بسته حرکت می کند، نوعی موتور احتراق خارجی. مبتنی بر گرمایش و خنک کردن دوره ای سیال کار با استخراج انرژی از تغییر حاصل در حجم سیال کار است. این می تواند نه تنها از احتراق سوخت، بلکه از هر منبع گرمایی نیز کار کند.

یک موتور حرارتی که در آن سیال کار، به شکل گازیا مایع، در حجم بسته حرکت می کند، نوعی موتور احتراق خارجی.

مبتنی بر گرمایش و سرد کردن دوره ای سیال کار با استخراج انرژی از تغییر حاصل در حجم سیال کار است. این می تواند نه تنها از احتراق سوخت، بلکه از هر منبع گرمایی نیز کار کند.

برنج. 1. موتور استرلینگ

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

در قرن نوزدهم، مهندسان می خواستند جایگزینی مطمئن برای موتورهای بخار آن زمان ایجاد کنند، که دیگ های بخار اغلب به دلیل فشار زیاد بخار و مواد نامناسب برای ساخت آنها منفجر می شدند. گزینه خوبیهبا خلقت ظاهر شد موتور استرلینگ، که می تواند هر اختلاف دما را به کار تبدیل کند.

اولین بار توسط کشیش اسکاتلندی رابرت استرلینگ در 27 سپتامبر 1816 ثبت اختراع شد (اختراع انگلیسی شماره 4081). با این حال، اول ابتدایی موتورهاهوای گرم» در آن زمان شناخته شده بودند اواخر XVIIقرن، بسیار قبل از استرلینگ. دستاورد استرلینگ افزودن یک گره است که او آن را «اقتصاد» نامید. در ادبیات علمی مدرن، این گره "بازساز" نامیده می شود. با حفظ گرما در قسمت گرم موتور در حالی که سیال کار خنک می شود، عملکرد موتور را افزایش می دهد. این فرآیند کارایی سیستم را تا حد زیادی بهبود می بخشد. بیشتر اوقات ، احیا کننده محفظه ای پر از سیم ، گرانول ، فویل راه راه است (راه راه ها در امتداد جهت جریان گاز حرکت می کنند).

اصل عملکرد موتور استرلینگ:

اصل کار اساسی موتور استرلینگشامل گرمایش و سرمایش متناوب سیال کار، به عنوان مثال، گاز، در یک سیلندر بسته است.

معلوم است که وقتی گاز گرم می شود حجم آن افزایش می یابد و وقتی خنک می شود کاهش می یابد. این خاصیت گازها زیربنای کار است موتور استرلینگ.

از سیکل استرلینگ استفاده می کند که از نظر بازده ترمودینامیکی چیزی از سیکل کارنو کم ندارد و حتی مزیتی هم دارد. واقعیت این است که چرخه کارنو از ایزوترم ها و آدیابات ها تشکیل شده است که تفاوت کمی با یکدیگر دارند. اجرای عملی این چرخه امیدبخش نیست. چرخه استرلینگ امکان به دست آوردن موتوری را فراهم کرد که در عمل در اندازه قابل قبولی کار کند.

برنج. 2. نمودار "فشار-حجم" چرخه ایده آل استرلینگ

چرخه استرلینگ از چهار مرحله تشکیل شده و با دو مرحله انتقالی از هم جدا می شود:

– حرارت،

– افزونه،

– انتقال به منبع سرما,

– خنک کننده،

– فشرده سازی

– و انتقال به منبع گرما.

بنابراین، هنگام حرکت از منبع گرم به منبع سرد، گاز موجود در سیلندر منبسط و منقبض می شود. در این حالت فشار تغییر می کند و به همین دلیل می توان کار مفیدی به دست آورد.

گرمایش و سرمایش سیال کار (بخش 4 و 2) توسط جابجایی انجام می شود. در حالت ایده‌آل، مقدار حرارتی که توسط جابجایی خارج و از بین می‌رود یکسان است. کار مفیدفقط به دلیل ایزوترم تولید می شود، یعنی مانند چرخه کارنو به اختلاف دمای بخاری و کولر بستگی دارد.

چرخه کاری موتور استرلینگنوع بتا (متداول ترین) به صورت زیر است:

برنج. 2. چرخه کار موتور استرلینگ

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

جایی که: a - پیستون جابجایی؛ ب - پیستون کار؛ ج - چرخ طیار؛ د - آتش سوزی (منطقه گرمایش)؛ e - باله های خنک کننده (منطقه خنک کننده).

1. یک منبع حرارتی خارجی گاز را در پایین سیلندر تبادل حرارت گرم می کند. فشار ایجاد شده پیستون کار را به سمت بالا هل می دهد (توجه داشته باشید که پیستون خروجی به خوبی روی دیوارها قرار نمی گیرد).

2. فلایویل پیستون جابجایی را به سمت پایین فشار می دهد و در نتیجه هوای گرم شده را از پایین به محفظه خنک کننده منتقل می کند.

3. هوا سرد می شود و منقبض می شود، پیستون کار پایین می آید.

4. پیستون جابجایی بالا می رود و در نتیجه هوای خنک شده را به پایین می برد. و چرخه تکرار می شود.

که در دستگاه استرلینگحرکت پیستون کار 90 درجه نسبت به حرکت پیستون جابجا می شود. بسته به علامت این تغییر، دستگاه می تواند یک موتور یا یک پمپ حرارتی باشد. با جابجایی 0 درجه، دستگاه هیچ کاری تولید نمی کند (به جز تلفات اصطکاک) و آن را تولید نمی کند.

مزایای موتور استرلینگ:

- موتور "همه چیزخوار". موتور استرلینگ می‌تواند تقریباً با هر تفاوت دما کار کند: برای مثال، بین لایه‌های مختلف آب در اقیانوس، از خورشید، یک بخاری هسته‌ای یا ایزوتوپی، زغال سنگ یا اجاق هیزمیو غیره.،

– سادگی طراحی - طراحی موتوربسیار ساده است، نیازی به سیستم های اضافی مانند مکانیزم توزیع گاز ندارد. خود به خود شروع می شود و نیازی به استارت ندارد،

- افزایش منابع - سادگی طراحی، عدم وجود بسیاری از گره های "ظریف" به موتور استرلینگ اجازه می دهد تا حاشیه عملکرد بی سابقه ای را برای موتورهای دیگر با ده ها و صدها هزار ساعت کار مداوم فراهم کند.

- سودآوری - برای استفاده از انواع خاصی از انرژی حرارتی، به ویژه در یک اختلاف دمای کوچک، موتورهااسترلینگ اغلب از همه بیشتر است انواع موثرموتورها به عنوان مثال، در مورد تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته، "استرلینگ" گاهی اوقات بازدهی بیشتری (تا 31.25٪) نسبت به موتورهای بخار می دهد.

- سازگاری با محیط زیست - "استرلینگ" اگزوز ندارد،یعنی سطح نویز آن بسیار کمتر از پیستون است موتورهااحتراق داخلی استرلینگ بتا با مکانیزم الماس دستگاهی کاملا متعادل و با اندازه کافی است کیفیت بالاتولید، محدودیت دارد سطح پایینارتعاشات (دامنه ارتعاش کمتر از 0.0038 میلی متر). استرلینگ به خودی خود هیچ بخش یا فرآیندی ندارد که بتواند به آلودگی کمک کند. محیط. مایع کار را مصرف نمی کند. سازگاری با محیط زیست موتور در درجه اول به دلیل دوستی با محیط زیست منبع گرما است.

- بهره وری موتوراسترلینگ تا 45 درصد است.

پیکربندی و طراحی موتور استرلینگ:

چندین پیکربندی وجود دارد موتوراسترلینگ:

– آلفا استرلینگ- شامل دو پیستون قدرت مجزا در سیلندرهای جداگانه است که یکی گرم و دیگری سرد است. یک سیلندر با پیستون داغ در یک مبدل حرارتی با دمای بالاتر است، با یک پیستون سرد - در یک سردتر.

برنج. 3. α-استرلینگ

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

در این گونه موتورنسبت توان به حجم بسیار زیاد است، اما، متأسفانه، حرارتپیستون "گرم" مشکلات فنی خاصی ایجاد می کند. احیا کننده بین قسمت داغ لوله اتصال و سرد

– بتا استرلینگ- فقط یک سیلندر وجود دارد که در یک انتها گرم و در طرف دیگر سرد است. یک پیستون (که برق از آن خارج می شود) و یک جابجایی در داخل سیلندر حرکت می کنند و حفره های سرد و گرم را از هم جدا می کنند.

برنج. 4. بتا استرلینگ

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

گاز از قسمت سرد سیلندر به قسمت گرم از طریق احیا کننده پمپ می شود. بازسازی کننده می تواند خارجی باشد، به عنوان بخشی از یک مبدل حرارتی، یا می تواند با یک پیستون جابجایی ترکیب شود.

- گاما استرلینگ- همچنین یک پیستون و یک جابجایی وجود دارد، اما در همان زمان دو سیلندر وجود دارد - یکی سرد (پیستون به آنجا حرکت می کند که برق از آن خارج می شود) و دومی از یک طرف گرم و از طرف دیگر سرد است ( جابجایی به آنجا حرکت می کند).

برنج. 5. γ-استرلینگ

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

احیا کننده می تواند خارجی باشد که در این صورت قسمت گرم سیلندر دوم را به سرد و همزمان با استوانه اول (سرد) متصل می کند. بازسازی کننده داخلی بخشی از جابجایی است.

کاربرد موتور استرلینگ:

قابل استفاده در مواردی که به یک مبدل کوچک نیاز است انرژی حرارتی، ساده در طراحی، و یا زمانی که اثر حرارتی دیگر موتورهابه عنوان مثال، اگر اختلاف دما برای راه اندازی یک توربین بخار یا گاز کافی نباشد، کمتر است:

– منابع جهانی برق،

– پمپ ها،

– پمپ های حرارتی,

– تکنولوژی تبرید

موتور معروف استرلینگ را می توان به طور مستقل از مواد بداهه ایجاد کرد. هر منبع حرارتی در این طراحی قادر است در خروجی دستگاه به شما انرژی بدهد.

مواد

برای ساخت موتور استرلینگ با دستان خود به موارد زیر نیاز دارید:

سی دی - دیسک؛
نگهدارنده پلاستیکی از زیر سی دی;
ورق آلومینیومی به ابعاد 25 × 13 سانتی متر؛
رزین اپوکسی؛
سیم؛
لوله پی وی سی 7 اینچ؛
استایروفوم؛
لوله مس ¾ اینچ؛
چسب نواری؛
تفنگ حرارتی و چسب حرارتی؛
اره برقی برای فلز؛
مته؛
سیم بر، دم باریک؛
اره منبت کاری اره مویی;
قطب نما

مرحله 1. لازم است بخشی از سازه را از نگهدارنده سی دی جدا کنید. نتیجه باید دایره ای بدون پایین و بالا با لبه های صاف باشد. ارتفاع - حدود 4 سانتی متر.

گام 2. برای اندازه گیری قطر دایره به دست آمده از قطب نما استفاده کنید. آن را به فوم منتقل کنید. دو دایره درست کنید. حتما مرکز را علامت بزنید. دایره ها را با اره مویی سنباده بزنید. آنها را چسب بزنید. برای جا افتادن واضح در دایره، لبه بیرونی را با چسب نواری بچسبانید.

مرحله 3. دایره هایی به قطر محیط نگهدارنده سی دی را از ورق های آلومینیومی برش دهید. باید دو تا باشد.

مرحله 4. دقیقاً در وسط ورق آلومینیوم بالایی، سوراخی دریل کنید که سیم وارد آن شود. برای اینکه سیم به صورت مستقیم حرکت کند، همانطور که در عکس نشان داده شده است، یک قطعه از لوله گوشه را جوش دهید. در بالای کلاه او، یک سوراخ دیگر برای سیم ایجاد کنید. خود سیم را که پیستون را نگه می دارد بردارید، بررسی کنید که بتواند از طریق این سوراخ ها حرکت کند، اما در عین حال سفتی نیز وجود دارد.

نزدیکتر به لبه پوشش بالایی، سوراخ دیگری با قطری برابر با یک قطعه از موجود دریل کنید. لوله فلزی.

مرحله 5. حالا باید یک پیستون بسازید. برای انجام این کار، یک تکه لوله فلزی بردارید که سپس وارد این طرح می شود. آن را بشویید و روی درب پوشانده شده با یک کیسه پلاستیکی قرار دهید. داخل لوله و خود کیسه را با روغن چرب کنید. پس از آن، اپوکسی گرم شده را در قالب به دست آمده بریزید. باید گرم باشد نه داغ. همانطور که با نیرو جامد می شود، باید پیستون آموخته شده را بیرون بکشید. از سیم قلاب درست کنید. در یک قطعه سوراخ کنید رزین اپوکسیسوراخ کنید و این سیم را داخل آن قرار دهید. پیستون آماده است.

مرحله 6. بخشی از ساختار باید مونتاژ شود. کف سازه را با چسب حرارتی بچسبانید. همچنین چند قلاب سیمی دیگر بسازید. قلاب را که در وسط کل ساختار قرار دارد، برش دهید. انتهای قلاب ها را با اپوکسی ببندید.

مرحله 7. لوله را به ورق آلومینیومی بالایی ببندید. آن را روغن کاری کنید، پیستون را وارد کنید. قسمت متحرک سازه را طرح ریزی کنید. برای انجام این کار، به سادگی کاغذ را بچسبانید و علامت های اولیه را ایجاد کنید. سیم را مطابق طرح ترسیم شده خم کنید.

مرحله 8. قلاب ها را کمی بزرگتر از سیم اصلی سوراخ کنید.

مرحله 9. لوله پی وی سیبا چسب حرارتی به پایه آلومینیومی وصل کنید. سوراخ هایی در لوله ای که میل لنگ سیم را در آن قرار داده اید ایجاد کنید. درپوش را به انتهای دیگر شفت وصل کنید. شیشه پلاستیکییا سی دی آنها باید بچرخند.

موتور استرلینگ که زمانی معروف بود، به دلیل استفاده گسترده از موتور دیگری (احتراق داخلی) برای مدت طولانی به فراموشی سپرده شد. اما امروز بیشتر و بیشتر در مورد او می شنویم. شاید او این شانس را داشته باشد که محبوب تر شود و جایگاه خود را در اصلاحات جدید در دنیای مدرن پیدا کند؟

داستان

اصل عملیات

جای تعجب نیست که بسیاری از موتورهای ترموآکوستیک استرلینگ که خودتان انجام می دهید در خانه ساخته می شوند. ابزار و مواد لازم برای این کار به حداقل چیزی نیاز دارد که همه در خانه خود دارند. بیایید به دو روش مختلف نگاه کنیم که چگونه ایجاد آن آسان است.

مواد کار

برای ساخت موتور استرلینگ با دستان خود به مواد زیر نیاز دارید:

قلع؛
فولاد صحبت کرد;
لوله برنجی؛
اره برقی;
فایل؛
پایه چوبی؛
قیچی فلزی؛
جزئیات اتصال دهنده؛
آهن لحیم کاری؛
لحیم کاری؛
لحیم کاری؛
دستگاه.

این همه است. بقیه مسائل مربوط به تکنیک ساده است.

چطور انجام دادن

پیستون نیز روی تراش به قطر سیلندر بزرگ از داخل تنظیم می شود. در قسمت بالا، میله به صورت لولایی وصل شده است.

راه دوم: مواد

موتور را می توان به روش دیگری ساخت. برای این کار به مواد زیر نیاز دارید:

قلع؛
اسفنج لاستیکی؛
گیره کاغذ؛
دیسک ها؛
دو پیچ

چطور انجام دادن

ورق قلع به شکل استوانه در می آید و لحیم می شود و سپس به قوطی وصل می شود تا هیچ شکافی وجود نداشته باشد.

سپس یکی به غشاء چسبانده می شود و دیگری به جابجایی.

پایه های قوطی را می توان از گیره های کاغذ و لحیم کاری ساخت. برای میل لنگ از سی دی استفاده شده است.

اینجا کل مکانیسم است. فقط باید یک شمع را در زیر آن جایگزین و روشن کنید و سپس از طریق فلایویل فشار دهید.