Қуатты стирлинг қозғалтқышын қалай жасауға болады. Стирлинг қозғалтқышы қаңылтыр банкалардан жасалған. Стирлинг модификациясы «Гамма»

Бір кездері әйгілі болған Стирлинг қозғалтқышы басқа қозғалтқыштың кеңінен қолданылуына байланысты ұзақ уақыт бойы ұмытылды ( ішкі жану). Бірақ бүгін біз ол туралы көбірек естиміз. Мүмкін оның танымал болып, заманауи әлемдегі жаңа модификацияда өз орнын табуға мүмкіндігі бар ма?

Оқиға

Стирлинг қозғалтқышы - ХІХ ғасырдың басында ойлап табылған жылу қозғалтқышы. Авторы, өзіңіз білетіндей, Шотландиядан келген діни қызметкер Роберт есімді Стирлинг болды. Құрылғы сыртқы жану қозғалтқышы болып табылады, онда корпус жабық контейнерде қозғалады, оның температурасын үнемі өзгертеді.

Мотордың басқа түрінің таралуына байланысты ол ұмытыла жаздады. Дегенмен, оның артықшылықтарының арқасында бүгінде Stirling қозғалтқышы (көптеген әуесқойлар оны өз қолдарымен үйде жасайды) қайтадан оралды.

Іштен жану қозғалтқышынан басты айырмашылығы жылу энергиясы сырттан келеді және ішкі жану қозғалтқышындағыдай қозғалтқыштың өзінде түзілмейді.

Жұмыс принципі

Сіз мембранасы, яғни поршеньі бар корпусқа салынған жабық ауа көлемін елестете аласыз. Дене қызған кезде ауа кеңейеді және жұмыс істейді, осылайша поршеньді доғалайды. Содан кейін салқындату пайда болады және ол қайтадан бүгіледі. Бұл механизмнің циклі.

Көптеген термоакустикалық Stirling қозғалтқыштары үйде жасалғаны таңқаларлық емес. Бұл үшін құралдар мен материалдар әркімнің өз үйінде болатын ең аз мөлшерін талап етеді. Екеуін қарастырыңыз әртүрлі жолдаржасау қаншалықты оңай.

Жұмыс материалдары

Stirling қозғалтқышын өз қолыңызбен жасау үшін сізге келесі материалдар қажет:

қалайы;
болат спиц;
жез түтік;
темір ара;
файл;
ағаш стенд;
металл қайшылар;
бекіту бөлшектері;
дәнекерлеу үтік;
дәнекерлеу;
дәнекерлеуші;
машина.

Мұның бәрі. Қалғаны қарапайым техника мәселесі.

Қалай істеу керек

Қалайдан отқа арналған қорап пен екі цилиндр дайындалған, оның ішінде қолмен жасалған Stirling қозғалтқышы болады. Өлшемдер осы құрылғының қандай мақсаттарға арналғанын ескере отырып, дербес таңдалады. Қозғалтқыш демонстрациялық мақсатта жасалды делік. Содан кейін негізгі цилиндрдің сыпырылуы жиырмадан жиырма бес сантиметрге дейін болады, артық емес. Қалған бөліктер оған сәйкес келуі керек.

Поршеньді жылжытуға арналған цилиндрдің жоғарғы жағында диаметрі төрт-бес миллиметрге дейін екі шығыңқы және тесіктер жасалады. Элементтер иінді құрылғының орналасуына арналған мойынтірек ретінде әрекет етеді.

Содан кейін қозғалтқыштың жұмыс органы жасалады (ол кәдімгі суға айналады). Қалайы шеңберлер құбырға оралған цилиндрге дәнекерленген. Оларда саңылаулар жасалып, ұзындығы жиырма бестен отыз бес сантиметрге дейін және диаметрі төрт-бес миллиметрге дейін жезден жасалған түтіктер енгізіледі. Соңында олар камераны сумен толтыру арқылы қаншалықты тығыз болғанын тексереді.

Әрі қарай ығыстырғыштың кезегі келеді. Өндіріс үшін ағаштан дайындама алынады. Машинада олар оның кәдімгі цилиндр пішінін алуына қол жеткізеді. Ауыстырушы цилиндр диаметрінен сәл кішірек болуы керек. Оңтайлы биіктік Stirling қозғалтқышы қолмен жасалғаннан кейін таңдалады. Сондықтан, осы кезеңде ұзындық кейбір маржаны қабылдауы керек.

Дөңгелек цилиндрлі штангаға айналады. Ағаш ыдыстың ортасында сабаққа қолайлы тесік жасаңыз, оны салыңыз. Штанганың жоғарғы бөлігінде шатун құрылғысы үшін орынды қамтамасыз ету қажет.

Содан кейін олар ұзындығы төрт жарым сантиметр және диаметрі екі жарым сантиметр мыс түтіктерді алады. Цилиндрге қалайы шеңбері дәнекерленген. Қабырғалардағы бүйірлерде контейнерді цилиндрмен байланыстыру үшін тесік жасалады.

Поршень де реттеледі токарьішінен үлкен цилиндрдің диаметрі астында. Жоғарғы жағында штанга топсалы түрде қосылады.

Құрастыру аяқталып, механизм реттеледі. Ол үшін поршень үлкенірек цилиндрге салынып, екіншісі кішірек цилиндрге қосылады.

Үлкен цилиндрге иінді механизм салынған. Қозғалтқыштың бір бөлігін дәнекерлеу үтікпен бекітіңіз. Негізгі бөліктер ағаш негізге бекітілген.

Цилиндр сумен толтырылып, түбінің астына шам қойылады. Басынан аяғына дейін қолмен жасалған Stirling қозғалтқышының өнімділігі тексеріледі.

Екінші жол: материалдар

Қозғалтқышты басқа жолмен жасауға болады. Ол үшін сізге келесі материалдар қажет:

консерві банкасы;
көбік резеңке;
қағаз қыстырғыш;
дискілер;
екі болт.

Қалай істеу керек

Көбік резеңке үйде өз қолыңызбен қарапайым, қуатты емес Stirling қозғалтқышын жасау үшін жиі қолданылады. Одан қозғалтқышқа арналған орын ауыстырғыш дайындалады. Көбік шеңберін кесіңіз. Диаметрі қаңылтыр құтыдан сәл кішірек, ал биіктігі жартысынан сәл артық болуы керек.

Қақпақтың ортасында болашақ шатун үшін тесік жасалады. Оның біркелкі жүруі үшін қағаз қыстырғыш спиральға оралып, қақпаққа дәнекерленген.

Ортасындағы көбік шеңбері бұрандамен жіңішке сыммен тесіп, үстіне шайбамен бекітіледі. Содан кейін қағаз қыстырғышты дәнекерлеу арқылы қосыңыз.

Ауыстырушы қақпақтағы тесікке итеріледі және құмыраны тығыздау үшін дәнекерлеу арқылы қақпаққа жалғайды. Қағаз қыстырғышта кішкене ілмек жасалады, ал қақпақта тағы бір үлкенірек тесік жасалады.

Қалайы қаңылтыр цилиндрге оралып, дәнекерленген, содан кейін ешқандай бос орындар болмайтындай етіп банкаға бекітіледі.

Қағаз қыстырғыш иінді білікке айналады. Аралық дәл тоқсан градус болуы керек. Цилиндрдің үстіндегі тізе екіншісінен сәл үлкенірек жасалған.

Қалған қағаз қыстырғыштары білікке арналған сөрелерге айналады. Мембрана келесідей жасалады: цилиндр полиэтилен пленкамен оралып, сығымдалады және жіппен бекітіледі.

Шатун резеңке бөлігіне салынған қағаз қыстырғыштан жасалған, ал дайын бөлік мембранаға бекітілген. Шатунның ұзындығы төменгі білік нүктесінде мембрана цилиндрге тартылатындай етіп жасалады, ал ең жоғары нүктеде ол ұзартылады. Шатунның екінші бөлігі дәл осылай жасалады.

Содан кейін біреуі мембранаға, ал екіншісі ығыстырғышқа жабыстырылады.

Аяқтарды қағаз қыстырғыштардан жасауға және дәнекерлеуге де болады. Иінді үшін CD пайдаланылады.

Міне, бүкіл механизм. Оның астындағы шамды ауыстыру және жағу ғана қалады, содан кейін маховик арқылы итеріңіз.

Қорытынды

Бұл төмен температуралы Stirling қозғалтқышы (өз қолыңызбен жасалған). Әрине, өнеркәсіптік ауқымда мұндай құрылғылар мүлдем басқа жолмен шығарылады. Дегенмен, принцип өзгеріссіз қалады: ауа көлемі қызады, содан кейін салқындатылады. Және бұл үнемі қайталанады.

Соңында, Stirling қозғалтқышының осы сызбаларына қараңыз (сіз оны арнайы дағдыларсыз өзіңіз жасай аласыз). Мүмкін сізде бұл идея қазірдің өзінде өртеніп жатыр және сіз ұқсас нәрсені жасағыңыз келе ме?

Заманауи автомобиль өнеркәсібі іргелі болмаған даму деңгейіне жетті ғылыми зерттеулердәстүрлі іштен жанатын қозғалтқыштардың дизайнын түбегейлі жақсартуға қол жеткізу мүмкін емес. Бұл жағдай дизайнерлерді назар аударуға мәжбүр етеді балама электр станцияларының жобалары. Кейбір инженерлік орталықтар өз күштерін гибридті және сериялық өндіріске бейімдеуге бағыттады электрлік модельдер, басқа автоөндірушілер жаңартылатын көздерден (мысалы, рапс майы қосылған биодизель) жұмыс істейтін қозғалтқыштарды дамытуға инвестиция салуда. Болашақта жаңа стандартты қозғалтқыш болуы мүмкін энергоблоктардың басқа да жобалары бар Көлік.

Болашақ автомобильдер үшін механикалық энергияның ықтимал көздерінің қатарында 19 ғасырдың ортасында шотландиялық Роберт Стирлинг термиялық кеңейту машинасы ретінде ойлап тапқан сыртқы жану қозғалтқышы бар.

Жұмыс схемасы

Stirling қозғалтқышы арқасында сырттан берілетін жылу энергиясын пайдалы механикалық жұмысқа түрлендіреді жұмыс сұйықтығының температурасының өзгеруітұйық көлемде айналатын (газ немесе сұйық).

Тұтастай алғанда, құрылғының жұмыс схемасы келесідей: қозғалтқыштың төменгі бөлігінде жұмыс заты (мысалы, ауа) қызады және көлемі артып, поршеньді жоғары итереді. Ыстық ауа қозғалтқыштың жоғарғы бөлігіне түседі, онда ол радиатормен салқындатылады. Жұмыс сұйықтығының қысымы төмендейді, поршень келесі цикл үшін төмендетіледі. Бұл жағдайда жүйе тығыздалады және жұмыс заты тұтынылмайды, тек цилиндр ішінде қозғалады.

Стирлинг принципін пайдаланатын қуат блоктарын жобалаудың бірнеше нұсқасы бар.

Стирлинг модификациясы «Альфа»

Қозғалтқыш екі бөлек қуат поршенінен (ыстық және суық) тұрады, олардың әрқайсысы өз цилиндрінде орналасқан. Цилиндрге жылу ыстық поршеньмен беріледі, ал суық цилиндр салқындатқыш жылу алмастырғышта орналасқан.

Стирлинг модификациясы «Бета»

Поршеньді қамтитын цилиндр бір жағынан қызады, ал қарама-қарсы жағынан салқындатылады. Жұмыс газының көлемін өзгертуге арналған цилиндрде қуатты поршень мен ығыстырушы қозғалады. Салқындатылған жұмыс затының қозғалтқыштың ыстық қуысына кері қозғалысын регенератор орындайды.

Стирлинг модификациясы «Гамма»

Дизайн екі цилиндрден тұрады. Біріншісі толығымен суық, онда қуат поршені қозғалады, ал екіншісі, бір жағында ыстық және екінші жағынан суық, ығыстырушыны жылжыту үшін қызмет етеді. Суық газды айналдыруға арналған регенератор екі цилиндрге де ортақ болуы мүмкін немесе ығыстырғыштың конструкциясына қосылуы мүмкін.

Стирлинг қозғалтқышының артықшылықтары

Көптеген сыртқы жану қозғалтқыштары сияқты, Стирлинг де тән көп отын: қозғалтқыш оны тудырған себептерге қарамастан температура айырмашылығымен жұмыс істейді.

Қызықты факт!Бірде отынның жиырма нұсқасымен жұмыс істейтін қондырғы көрсетілді. Қозғалтқышты тоқтатпай, бензин, дизель отыны, метан, шикі мұнай және өсімдік майы- қуат блогы тұрақты жұмысын жалғастырды.

Қозғалтқыш бар дизайнның қарапайымдылығыжәне қосымша жүйелерді қажет етпейді және тіркемелер(уақыт, стартер, беріліс қорабы).

Құрылғының мүмкіндіктері ұзақ қызмет ету мерзіміне кепілдік береді: жүз мың сағаттан астам үздіксіз жұмыс.

Стирлинг қозғалтқышы үнсіз, өйткені цилиндрлерде детонация болмайды және пайдаланылған газдарды шығарудың қажеті жоқ. Ромбты иінді механизммен жабдықталған «Бета» модификациясы жұмыс кезінде дірілдері жоқ тамаша теңдестірілген жүйе болып табылады.

Қозғалтқыш цилиндрлерінде қоршаған ортаға теріс әсер ететін процестер жоқ. Сәйкес жылу көзін таңдау арқылы (мысалы, күн энергиясы), Stirling мүлдем болуы мүмкін экологиялық тазақуат блогы.

Стирлинг дизайнының кемшіліктері

Барлығымен бірге оң қасиеттер Stirling қозғалтқыштарын дереу жаппай пайдалану келесі себептерге байланысты мүмкін емес:

Негізгі мәселе құрылымның материалды тұтынуында жатыр. Жұмыс сұйықтығын салқындату үлкен көлемді радиаторлардың болуын талап етеді, бұл қондырғының өлшемін және металл шығынын айтарлықтай арттырады.

Ағымдағы технологиялық деңгей Stirling қозғалтқышын заманауи бензин қозғалтқыштарымен өнімділігін тек пайдалану арқылы салыстыруға мүмкіндік береді. күрделі түрлеріжүз атмосферадан астам қысымдағы жұмыс сұйықтығы (гелий немесе сутегі). Бұл факт материалтану саласында да, пайдаланушы қауіпсіздігінде де күрделі сұрақтар тудырады.

Маңызды операциялық мәселе металдардың жылу өткізгіштігі мен температураға төзімділігі мәселелерімен байланысты. Жұмыс көлеміне жылу жылу алмастырғыштар арқылы беріледі, бұл сөзсіз шығындарға әкеледі. Сонымен қатар, жылу алмастырғыш жоғары қысымға төзімді ыстыққа төзімді металдардан жасалған болуы керек. Қолайлы материалдар өте қымбат және өңдеу қиын.

Stirling қозғалтқышының режимдерін өзгерту принциптері де дәстүрліден түбегейлі ерекшеленеді, бұл арнайы басқару құрылғыларын әзірлеуді талап етеді. Сонымен, қуатты өзгерту үшін цилиндрлердегі қысымды, орын ауыстырғыш пен қуат поршені арасындағы фазалық бұрышты өзгерту немесе жұмыс сұйықтығымен қуыстың сыйымдылығына әсер ету қажет.

Stirling қозғалтқыш үлгісіндегі білік жылдамдығын басқарудың бір әдісін келесі бейнеден көруге болады:

Тиімділік

Теориялық есептеулерде Стирлинг қозғалтқышының тиімділігі жұмыс сұйықтығының температура айырмашылығына байланысты және Карно цикліне сәйкес 70% немесе одан да көп болуы мүмкін.

Алайда, металдан жасалған алғашқы үлгілер келесі себептерге байланысты өте төмен тиімділікке ие болды:

максималды қыздыру температурасын шектейтін салқындатқыштың (жұмыс сұйықтығы) тиімсіз нұсқалары;
бөлшектердің үйкелісінен және қозғалтқыш корпусының жылу өткізгіштігінен болатын энергия шығындары;
жоғары қысымға төзімді құрылымдық материалдардың болмауы.

Инженерлік шешімдер қуат блогының дизайнын үнемі жетілдіріп отырды. Осылайша, 20 ғасырдың екінші жартысында төрт цилиндрлі автомобиль Ромбтық жетекі бар Stirling қозғалтқышы сынақтарда 35% тең тиімділік көрсетті 55 ° C температурасы бар суды салқындатқышта. Конструкцияны мұқият зерделеу, жаңа материалдарды пайдалану және жұмыс блоктарын дәл баптау тәжірибелік үлгілердің тиімділігін 39% қамтамасыз етті.

Ескерту! Осыған ұқсас қуаттағы заманауи бензин қозғалтқыштары коэффициентке ие пайдалы әрекет 28-30% деңгейінде, ал турбокомпрессорлық дизельдік қозғалтқыштар 32-35% шегінде.

Stirling қозғалтқышының заманауи үлгілері, мысалы, американдық Mechanical Technology Inc компаниясы жасаған қозғалтқыш 43,5% тиімділікті көрсетеді. Ал ыстыққа төзімді керамика және осыған ұқсас инновациялық материалдар өндірісін дамыту арқылы жұмыс ортасының температурасын айтарлықтай арттыруға және 60% тиімділікке қол жеткізуге болады.

Автомобильдік Stirlings сәтті іске асыру мысалдары

Барлық қиындықтарға қарамастан, автомобиль өнеркәсібінде қолданылатын Stirling қозғалтқышының көптеген жұмыс істейтін үлгілері бар.

Автокөлікке орнатуға жарамды Стирлингке қызығушылық ХХ ғасырдың 50-жылдарында пайда болды. Бұл бағыттағы жұмыстарды Ford Motor Company, Volkswagen Group және т.б. концерндер жүргізді.

UNITED STIRLING (Швеция) автоөндірушілер шығаратын сериялық компоненттер мен тораптарды (иінді білік, шатундар) барынша пайдаланған Stirling әзірледі. Алынған төрт цилиндрлі V-тәрізді қозғалтқыштың салыстырмалы салмағы 2,4 кг / кВт болды, бұл ықшам дизельді қозғалтқыштың сипаттамаларымен салыстыруға болады. Бұл қондырғы жеті тонналық жүк фургонына арналған электр станциясы ретінде сәтті сынақтан өтті.

Сәтті мысалдардың бірі ретінде орнатуға арналған «Philips 4-125DA» голланд өндірісінің төрт цилиндрлі Stirling қозғалтқышы табылады. жеңіл автокөлік. Қозғалтқыштың жұмыс күші 173 литр болды. бірге. классикалық бензин қондырғысына ұқсас өлшемдерде.

General Motors инженерлері 70-жылдары стандартты иінді механизмі бар сегіз цилиндрлі (4 жұмыс және 4 қысу цилиндрі) V-тәрізді Stirling қозғалтқышын құрастыру арқылы айтарлықтай нәтижелерге қол жеткізді.

Осыған ұқсас электр станциясы 1972 ж Ford Torino автомобильдерінің шектеулі сериясымен жабдықталған, оның отын шығыны классикалық V-тәрізді сегіздік бензинмен салыстырғанда 25%-ға төмендеді.

Қазіргі уақытта елуден астам шетелдік компания автомобиль өнеркәсібінің қажеттіліктері үшін оны жаппай өндіріске бейімдеу үшін Stirling қозғалтқышының дизайнын жетілдірумен айналысуда. Ал егер бұл қозғалтқыш түрінің кемшіліктерін жою мүмкін болса, сонымен бірге оның артықшылықтарын сақтай отырып, бензинді іштен жанатын қозғалтқыштарды алмастыратын турбиналар мен электр қозғалтқыштары емес, Стирлинг болады.

Стирлинг қозғалтқышы - газ немесе сұйықтық түріндегі жұмыс сұйықтығы жабық көлемде қозғалатын жылу қозғалтқышы, сыртқы жану қозғалтқышының бір түрі. Ол жұмыс сұйықтығының көлемінің нәтижесінде өзгеретін энергияны алу арқылы жұмыс сұйықтығын мерзімді қыздыру мен салқындатуға негізделген. Ол тек отынның жануынан ғана емес, кез келген жылу көзінен де жұмыс істей алады.

Пішінде жұмыс істейтін сұйықтық болатын жылу қозғалтқышы газнемесе сұйық, жабық көлемде қозғалады, сыртқы жану қозғалтқышының бір түрі.

нәтижесінде жұмыс сұйықтығының көлемінің өзгеруінен энергияны алумен жұмыс сұйықтығын периодты қыздыруға және салқындатуға негізделген. Ол тек отынның жануынан ғана емес, кез келген жылу көзінен де жұмыс істей алады.

Күріш. 1. Стирлинг қозғалтқышы

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

19 ғасырда инженерлер жоғары бу қысымы мен олардың құрылысына жарамсыз материалдардың салдарынан қазандары жиі жарылып кететін сол кездегі бу қозғалтқыштарын қауіпсіз ауыстыруды қалайды. Жақсы нұсқақұрылуымен бірге пайда болды Стирлинг қозғалтқышы, ол кез келген температура айырмашылығын жұмысқа айналдыра алады.

Оны алғаш рет 1816 жылы 27 қыркүйекте шотланд діни қызметкері Роберт Стирлинг патенттеген (Ағылшын патенті № 4081). Дегенмен, бірінші бастауыш қозғалтқыштарыстық ауа» бұрыннан белгілі болған аяғы XVIIғасыр, Стирлингтен көп бұрын. Стирлингтің жетістігі - ол «экономика» деп атаған түйіннің қосылуы. Қазіргі ғылыми әдебиеттерде бұл түйін «регенератор» деп аталады. Ол жұмыс сұйықтығы салқындатылған кезде қозғалтқыштың жылы бөлігінде жылуды ұстап тұру арқылы қозғалтқыштың өнімділігін арттырады. Бұл процесс жүйенің тиімділігін айтарлықтай арттырады. Көбінесе регенератор сыммен, түйіршіктермен, гофрленген фольгамен толтырылған камера болып табылады (гофрлер газ ағынының бағыты бойынша жүреді).

Стирлинг қозғалтқышының жұмыс принципі:

Негізгі жұмыс принципі Стирлинг қозғалтқышыжабық цилиндрдегі жұмыс сұйықтығын, мысалы, газды үнемі кезектесіп қыздыру мен салқындатудан тұрады.

Газды қыздырғанда оның көлемі ұлғайып, салқындаған кезде азаятыны белгілі. Газдардың бұл қасиеті жұмыстың негізінде жатыр Стирлинг қозғалтқышы.

Ол термодинамикалық тиімділігі жағынан Карно циклінен кем түспейтін, тіпті артықшылығы бар Стирлинг циклін пайдаланады. Өйткені, Карно циклі бір-бірінен аздап ерекшеленетін изотермалар мен адиабаттардан тұрады. Бұл циклді іс жүзінде жүзеге асыру перспективасыз болып табылады. Стирлинг циклі қолайлы өлшемде іс жүзінде жұмыс істейтін қозғалтқышты алуға мүмкіндік берді.

Күріш. 2. Идеалданған Стирлинг циклінің «қысым-көлем» диаграммасы

Стирлинг циклі төрт фазадан тұрады және екі өтпелі фазамен бөлінген:

– жылу,

– ұзарту,

– -ге көшу суықтың көзі,

– салқындату,

– қысу

– және жылу көзіне көшу.

Осылайша, жылы көзден суық көзге ауысқанда, цилиндрдегі газ кеңейіп, жиырылады. Бұл жағдайда қысым өзгереді, соның арқасында пайдалы жұмыс алуға болады.

Жұмыс сұйықтығын қыздыру және салқындату (4 және 2 секциялар) ығыстырушымен орындалады. Ең дұрысы, ығыстырғыш бөлетін және алатын жылу мөлшері бірдей. пайдалы жұмысизотермалардың есебінен ғана өндіріледі, яғни Карно цикліндегідей қыздырғыш пен салқындатқыштың температура айырмашылығына байланысты.

Жұмыс циклі Стирлинг қозғалтқышыбета түрі (ең таралған) келесідей көрінеді:

Күріш. 2. Стирлинг қозғалтқышының жұмыс циклі

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

мұндағы: а - орын ауыстыру поршені; b - жұмыс істейтін поршень; в - маховик; d - өрт (жылыту аймағы); e - салқындату қанаттары (салқындату аймағы).

1. Сыртқы жылу көзі жылу алмастырғыш цилиндрдің түбіндегі газды қыздырады. Пайда болған қысым жұмыс істейтін поршеньді жоғары итереді (шығатын поршень қабырғаларға тығыз сәйкес келмейтінін ескеріңіз).

2. Маховик ығыстыру поршенін төмен қарай итереді, осылайша қыздырылған ауаны төменнен салқындату камерасына жылжытады.

3. Ауа салқындайды және жиырылады, жұмыс поршені төмендейді.

4. Ауыстыру поршені көтеріледі, осылайша салқындатылған ауа түбіне қарай жылжиды. Және цикл қайталанады.

IN Стирлинг машинасыжұмыс поршенінің қозғалысы ығыстырушы поршеньдің қозғалысына қатысты 90° ығысады. Бұл ауысымның белгісіне қарай машина қозғалтқыш немесе жылу сорғысы болуы мүмкін. 0°-қа ауысу кезінде машина ешқандай жұмыс жасамайды (үйкеліс жоғалтуынан басқа) және оны жасамайды.

Stirling қозғалтқышының артықшылықтары:

- «бәрін жейтін» қозғалтқыш. Стирлинг қозғалтқышы кез келген дерлік температура айырмашылығында жұмыс істей алады: мысалы, мұхиттағы судың әртүрлі қабаттары арасында, күннен, ядролық немесе изотопты қыздырғыштан, көмірден немесе ағаш пешжәне т.б.,

– дизайнның қарапайымдылығы - дизайн қозғалтқышөте қарапайым, ол газ тарату механизмі сияқты қосымша жүйелерді қажет етпейді. Ол өздігінен басталады және стартерді қажет етпейді,

- ұлғайтылған ресурс - дизайнның қарапайымдылығы, көптеген «нәзік» түйіндердің болмауы Stirling қозғалтқышына ондаған және жүздеген мың сағат үздіксіз жұмыс істейтін басқа қозғалтқыштар үшін бұрын-соңды болмаған өнімділік маржасын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді;

– рентабельділік – жылу энергиясының белгілі бір түрлерін пайдалану үшін, әсіресе аз температура айырмашылығында, қозғалтқыштарСтирлинг жиі кездеседі тиімді түрлеріқозғалтқыштар. Мысалы, күн энергиясын электр энергиясына түрлендіру жағдайында «стирлингтер» кейде бу машиналарына қарағанда жоғары тиімділік береді (31,25% дейін),

- экологиялық тазалық - «стирлингте» сору жоқ,бұл оның шу деңгейі поршеньдікінен әлдеқайда аз екенін білдіреді қозғалтқыштарішкі жану. Ромбтық механизмі бар бета араластырғыш - бұл өте теңдестірілген құрылғы және жеткілікті жоғары сапаөндірудің шегі бар төмен деңгейдірілдер (діріл амплитудасы 0,0038 мм-ден аз). Стирлингтің өзінде ластануға ықпал ететін ешқандай бөліктер немесе процестер жоқ. қоршаған орта. Ол жұмыс сұйықтығын тұтынбайды. Қозғалтқыштың экологиялық тазалығы ең алдымен жылу көзінің экологиялық тазалығына,

– тиімділік қозғалтқышСтирлинг 45% дейін.

Стирлинг қозғалтқышының конфигурациясы және дизайны:

Бірнеше конфигурациялар бар қозғалтқышСтерлинг:

– альфа Стирлинг- бөлек цилиндрлерде екі бөлек қуат поршеньдері бар, біреуі ыстық, екіншісі суық. Ыстық поршені бар цилиндр жоғары температурасы бар жылу алмастырғышта, суық поршенді - суықта.

Күріш. 3. α-Стирлинг

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

Бұл түрде қозғалтқышқуаттың көлемге қатынасы өте үлкен, бірақ, өкінішке орай, жоғары температура«ыстық» поршень белгілі бір техникалық қиындықтарды тудырады. Регенератор қосылатын түтіктің ыстық бөлігі мен арасында орналасқан суық

– бета-стерлинг- бір ұшы ыстық, екінші ұшы суық бір цилиндр ғана бар. Поршень (қуат алынып тасталады) және ығыстырғыш цилиндр ішінде қозғалады, ыстық және суық қуыстарды бөледі.

Күріш. 4. β-Стирлинг

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

Газ баллонның суық бөлігінен ыстық бөлігіне регенератор арқылы айдалады. Регенератор сыртқы болуы мүмкін, жылу алмастырғыштың бөлігі ретінде немесе ауыстырылатын поршеньмен біріктірілуі мүмкін,

– Гамма Стерлинг- сонымен қатар поршень және ығыстырғыш бар, бірақ сонымен бірге екі цилиндр бар - біреуі суық (поршень сол жерде қозғалады, одан қуат алынады), екіншісі бір шетінен ыстық, екіншісі суық ( ығыстырғыш сонда қозғалады).

Күріш. 5. γ-Стирлинг

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

Регенератор сыртқы болуы мүмкін, бұл жағдайда екінші цилиндрдің ыстық бөлігін суықпен және бір мезгілде бірінші (суық) цилиндрмен қосады. Ішкі регенератор ығыстырғыштың бөлігі болып табылады.

Стирлинг қозғалтқышының қолданылуы:

Шағын түрлендіргіш қажет болған жағдайда қолданылады жылу энергиясы, дизайнда қарапайым немесе басқа жылу тиімділігі болған кезде қозғалтқыштартөменірек болып шығады, мысалы, егер температура айырмашылығы бу немесе газ турбинасын пайдалану үшін жеткіліксіз болса:

– электр энергиясының әмбебап көздері,

– сорғылар,

– жылу сорғылары,

– тоңазыту технологиясы.

Белгілі Stirling қозғалтқышын импровизацияланған материалдардан тәуелсіз жасауға болады. Бұл дизайндағы кез келген жылу көзі құрылғыдан шыққан кезде сізге қуат бере алады.

материалдар

Stirling қозғалтқышын өз қолыңызбен жасау үшін сізге қажет:

CD - диск;
компакт-дискілердің астынан пластик ұстағыш;
25 х 13 см өлшемдегі алюминий парағы;
эпоксидті шайыр;
сым;
7 «ПВХ құбыры;
полистирол;
мыс құбыр ¾ дюйм;
жабысқақ таспа;
термиялық пистолет және ыстық желім;
металлға арналған ара;
бұрғылау;
сым кескіштер;
джигсо;
компас.

1-қадам. Құрылымның бір бөлігін CD ұстағышынан кесіп тастау керек. Нәтиже төменгі және үстіңгі жағы тегіс жиектері жоқ шеңбер болуы керек. Биіктігі - шамамен 4 см.

2-қадам. Алынған шеңбердің диаметрін компаспен өлшеңіз. Оны көбікке жіберіңіз. Екі шеңбер жасаңыз. Орталықты белгілеуді ұмытпаңыз. Шеңберлерді джигсомен тегістеңіз. Оларды жабыстырыңыз. Шеңберде анық орналасуы үшін сыртқы жиегін жабысқақ таспамен жабыстырыңыз.

3-қадам. Алюминий парақтардан CD ұстағышының шеңберінің диаметрі бар шеңберлерді кесіңіз. Екі болуы керек.

4-қадам. Жоғарғы алюминий парағының дәл ортасында сым кіретін тесікті бұрғылаңыз. Сымның тікелей қозғалуын қамтамасыз ету үшін, қажет болған жағдайда, фотосуретте көрсетілгендей, бұрыштық құбырдың бір бөлігін дәнекерлеу керек. Оның үстіңгі қалпағында сым үшін тағы бір тесік жасаңыз. Поршеньді ұстайтын сымның өзін алыңыз, оның осы тесіктер арқылы қозғала алатынын тексеріңіз, бірақ сонымен бірге тығыздық бар.

Жоғарғы қақпақтың шетіне жақынырақ, диаметрі бар бөлікке тең басқа тесікті бұрғылаңыз. металл құбыр.

5-қадам. Енді сізге поршень жасау керек. Мұны істеу үшін металл құбырдың бір бөлігін алыңыз, ол содан кейін осы дизайнға кіреді. Оны шайып, пластик пакетпен қапталған қақпаққа салыңыз. Түтіктің ішкі жағын және қаптың өзін маймен майлаңыз. Осыдан кейін алынған қалыпқа, қыздырылған эпоксидке құйыңыз. Ол ыстық емес, жылы болуы керек. Ол күшпен қатып жатқанда, сіз үйренген поршеньді итеруіңіз керек. Сымнан ілмек жасаңыз. Бір бөлікке бұрғылаңыз эпоксидті шайыртесіңіз және оған осы сымды салыңыз. Поршень дайын.

6-қадам. Құрылымның бір бөлігін жинау керек. Құрылымның түбін ыстық желіммен жабыстырыңыз. Сондай-ақ тағы бірнеше сым ілгектерін жасаңыз. Бүкіл құрылымның ортасында орналасатын ілгекті кесіңіз. Ілмектердің ұштарын эпоксидпен жабыңыз.

7-қадам. Құбырды алюминий үстіңгі парағына бекітіңіз. Оны майлаңыз, поршеньді салыңыз. Құрылымның қозғалатын бөлігінің макетін жасаңыз. Мұны істеу үшін жай ғана қағазды бекітіп, негізгі белгілерді жасаңыз. Сымды сызылған схемаға сәйкес бүктеңіз.

8-қадам. Ілмектерде негізгі сымнан сәл үлкенірек тесік бұрғылаңыз.

9-қадам. PVC құбыржартысын кесіп, алюминий негізіне ыстық желіммен бекітіңіз. Сымның иінді білігі салынған құбырда тесіктер жасаңыз. Қақпақты біліктің екінші ұшына бекітіңіз. пластикалық банканемесе CD. Олар айналуы керек.

Бір кездері әйгілі болған Стирлинг қозғалтқышы басқа қозғалтқыштың (іштен жану) кең таралуына байланысты ұзақ уақыт ұмытылды. Бірақ бүгін біз ол туралы көбірек естиміз. Мүмкін оның танымал болып, заманауи әлемдегі жаңа модификацияда өз орнын табуға мүмкіндігі бар ма?

Оқиға

Жұмыс принципі

Көптеген термоакустикалық Stirling қозғалтқыштары үйде жасалғаны таңқаларлық емес. Бұл үшін құралдар мен материалдар әркімнің өз үйінде болатын ең аз мөлшерін талап етеді. Оны жасаудың қаншалықты оңай екенін екі түрлі жолмен қарастырайық.

Жұмыс материалдары

Stirling қозғалтқышын өз қолыңызбен жасау үшін сізге келесі материалдар қажет:

қалайы;
болат спиц;
жез түтік;
темір ара;
файл;
ағаш стенд;
металл қайшылар;
бекіту бөлшектері;
дәнекерлеу үтік;
дәнекерлеу;
дәнекерлеуші;
машина.

Мұның бәрі. Қалғаны қарапайым техника мәселесі.

Қалай істеу керек

Поршень де токарлық станокта үлкен цилиндрдің диаметріне ішкі жағынан реттеледі. Жоғарғы жағында штанга топсалы түрде қосылады.

Екінші жол: материалдар

Қозғалтқышты басқа жолмен жасауға болады. Ол үшін сізге келесі материалдар қажет:

консерві банкасы;
көбік резеңке;
қағаз қыстырғыш;
дискілер;
екі болт.

Қалай істеу керек

Содан кейін біреуі мембранаға, ал екіншісі ығыстырғышқа жабыстырылады.

Аяқтарды қағаз қыстырғыштардан жасауға және дәнекерлеуге де болады. Иінді үшін CD пайдаланылады.