Рейтинг@Mail.ru

Открытый вопрос

Оценить: 1 2 3 4 Средний рейтинг: 0.00 / 0 Проголосовавших

click

Сергей

+
-

Двигатель Стирлинга изобрел шотландский священник Роберт Стирлинг в 1816 году. Портом, в 1843 году, Джеймс Стирлинг использовал этот двигатель на производстве, где работал инженером. Широкое распространение двигатель Стирлинга получил в период паровых машин.

Двигатель Стирлинга разрабатывался в качестве альтернативы паровым двигателям, которые имели некоторые недостатки в эксплуатации, например, аз за высокого давления пара, они довольно часто взрывались. В двигателе Стирлинга заложен принцип работы, основывающийся на чередуемом охлаждении и нагревании так называемого «рабочего тела» в закрытом цилиндре. Как правило, в роли этого самого «рабочего тела» выступал обычный воздух, но были случаи использования гелия или водорода. Так же были испытания, в которых использовались некоторые виды фреонов, вода, сжиженный пропан-бутан, и даже двуокись азота. Особенными характеристиками работы двигателя Стирлинга с жидким рабочим телом являлись высокие давления, большая мощность и небольшие размеры самой установки.

Известны различные конфигурации двигателя Стирлинга: альфа-Стирлинг, бета-Стирлинг, гамма-Стирлинг, а так же Роторный двигатель Стирлинга.

Альфа-Стирлинг – два силовых поршня в двух различных цилиндрах, один горячий, другой цилиндр – холодный. Из очевидных минусов обычно выделяют высокую температуру горячего цилиндра. Но такие двигатели довольно мощные.

Бета-Стирлинг – состоит из одного цилиндра, который с одного своего конца холодный, а с другого – горячий. Внутри замкнутого цилиндра находится «вытеснитель», и работающий поршень, который и производит работу. В этой схеме присутствует так же и регенератор, который и производит перекачку газа из горячей части цилиндра в холодную. Регенератор бывает как внешним, так и внутренним.

Гамма-Стирлинг – так же есть вытеснитель и единственный поршень, но цилиндра в этом случае два. Холодный цилиндр и поршень – с него как раз и производится снятие мощности, и горячий поршень и цилиндр – там движется «вытеснитель». Как и в случае Бета-Стирлинга, регенератор может быть как внутри, так и снаружи, и служит для соединения цилиндров.

Двигатель Стирлинга применяется в том случае, если нужна компактность или бесшумность установки. Двигатели Стирлинга иногда применяются для переносных маломощных генераторов электроэнергии для туристов. Даже есть проекты, которые предполагают использование двигателей Стирлинга с радиоизотопным источником тепла в космической промышленности. Двигатели Стирлинга нашли свое применение так же и в строении подводных лодок. Например в Швеции,  все подводные субмарины оснащены двигателями Стирлинга. Это дало подводным лодкам находиться под водой непрерывно на протяжении двадцати дней.

Так же двигатели Стирлинга устанавливаются на зеркала солнечных батарей для того, что бы зеркало фокусировало солнечные лучи, и тем самым нагревало одну часть цилиндра, в котором рабочим телом выступает водород или гелий. В наши дни строится самая крупная электростанция в мире, которая будет работать на двигателях Стирлинга.

Ответил Сергей 1 месяц назад Пожаловаться

Добавить комментарий

Оценить: 1 2 3 4 Средний рейтинг: 0.00 / 0 Проголосовавших

Expert

+
-

В двигателе имеются два поршня и две камеры: сжатия (между поршнями) и нагрева (над верхним поршнем). Через центр основного рабочего поршня  проходит шток, на котором укреплен второй поршень , называемый поршнем-вытеснителем.
Благодаря конструкции параллелограммного механизма движение поршень-вытеснитель отстает по фазе от движения основного поршня. Поршни то максимально сближаются, то отдаляются друг от друга. Изменение объема газа между поршнями является в двигателе ключевым моментом. Когда поршни движутся навстречу друг другу, рабочий газ в камере сжатия сжимается (только за счет движения поршня вверх) и одновременно вытесняется в холодильник и далее через регенератор в камеру нагрева. Регенерировать — значит восстанавливать. В регенераторе газ воспринимает тепло, которое регенератор принял от порции газа, до этого прошедшей через него в обратном направлении. После этого газ попадает в головку машины (камеру нагрева), постоянно обогреваемую внешним источником тепла. Здесь газ быстро нагревается до температуры 600—800° С и начинает расширяться. Расширяющийся газ пойдет через регенератор и холодильник, в котором его температура еще понизится, в камеру сжатия, где он совершит механическую работу.
Поршень-вытеснитель, двигаясь вверх, вытолкнет весь газ из камеры нагрева в камеру сжатия. После этого цикл повторяется. Итак, машина перекачивает тепло из камеры нагрева с высокой температурой в камеру сжатия с температурой окружающего пространства. Энергия, приобретенная газом в камере нагрева, превращается в механическую работу, снимаемую с вала двигателя.
К достоинствам «стирлинга», помимо высоких КПД и стерильности, необходимо добавить еще одно — способность работать на любом виде топлива или тепловой энергии, а также бесшумность и плавность работы. Этими качествами существующие ранее «стерлинги» не в последнюю очередь обязаны приводу.
Первые выпущенные на рынок «стерлинги» имели простой кривошипный привод с двухколенным валом со сдвинутыми примерно на 70° шейками. Это обеспечивало неплохой рабочий процесс, но машины вибрировали— уравновесить такой привод полностью невозможно. В следующих модификациях появился параллелограммный привод. Вибрация практически исчезла (редкая удача!), но рабочий процесс слегка ухудшился. Из двух зол выбирают меньшее: нет вибрации —выше надежность.
Главный недостаток «стерлингов» — громоздкость. На 1 л. с. мощности в построенных конструкциях приходится 4—5 кг против 0,5—1,5 кг в обычных двигателях.

Ответил Expert 1 месяц назад Пожаловаться

Добавить комментарий

Оценить: 1 2 3 4 Средний рейтинг: 0.00 / 0 Проголосовавших


Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:

Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить

Нашли ответ на свой вопрос?
Помогите и другим пользователям: