Суббота, 21.10.2017, 08:40
Приветствую Вас Гость

S T I R L I N G альтернативные технологии

История создания двигателя Стирлинга

Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником
 Робертом Стирлингом 27 сентября 1816 года
(английский патент № 4081).  


Роберт Стирлинг


            Однако первые элементарные «двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга.


            Достижением Стирлинга является добавление очистителя, который он назвал «эконом».




          В современной научной литературе этот очиститель называется «рекуператор».
         Он увеличивает производительность двигателя, удерживая тепло в тёплой части двигателя, в то время как рабочее тело охлаждается. Этот процесс намного повышает эффективность системы. Чаще всего рекуператор представляет собой камеру, заполненную проволокой, гранулами, гофрированной фольгой (гофры идут вдоль направления потока газа). Газ, проходя через наполнитель рекуператора в одну сторону, отдаёт (или приобретает) тепло, а при движении в другую сторону отбирает (отдаёт) его.




         Рекуператор может быть внешним по отношению к цилиндрам, а может быть размещён на поршне-вытеснителе в бета- и гамма-конфигурациях. В последнем случае габариты и вес машины оказываются меньше. Частично роль рекуператора выполняет зазор между вытеснителем и стенками цилиндра (при длинном цилиндре надобность в таком устройстве вообще исчезает, но появляются значительные потери из-за вязкости газа). В альфа-стирлинге рекуператор может быть только внешним. Он монтируется последовательно с теплообменником, в котором происходит нагрев рабочего тела, со стороны холодного поршня.



           В 1843 году Джеймс Стирлинг использовал этот двигатель на заводе, где он в то время работал инженером. В 1938 году фирма «Филипс» инвестировала в мотор Стирлинга мощностью более двухсот лошадиных сил и отдачей более 30 %. Двигатель Стирлинга имеет много преимуществ и был широко распространён в эпоху паровых машин.

           В XIX веке инженеры хотели создать безопасную альтернативу паровым двигателям того времени, котлы которых часто взрывались из-за высоких давлений пара и неподходящих материалов для их постройки. Хорошая альтернатива паровым машинам появилась с созданием двигателей Стирлинга, который мог преобразовывать в работу любую разницу температур. Основной принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередуемых нагревании и охлаждении рабочего тела в закрытом цилиндре. Обычно в роли рабочего тела выступает воздух, но также используются водород и гелий. В ряде экспериментальных образцов испытывались фреоны, двуокись азота, сжиженный пропан-бутан и вода. В последнем случае вода остаётся в жидком состоянии на всех участках термодинамического цикла. Особенностью стирлинга с жидким рабочим телом является малые размеры, высокая удельная мощность и большие рабочие давления. Существует также стирлинг с двухфазным рабочим телом. Он тоже характеризуется высокой удельной мощностью, высоким рабочим давлением.

          Из термодинамики известно, что давление, температура и объём идеального газа взаимосвязаны и следуют закону:
           PV = nRT  , где:

   P — давление газа;
   V — объём газа;
   n — количество молей газа;
   R — универсальная газовая константа;
   Т — температура газа в кельвинах.

           Это означает, что при нагревании газа его объём увеличивается, а при охлаждении — уменьшается. Это свойство газов и лежит в основе работы двигателя Стирлинга.

         Двигатель Стирлинга использует цикл Стирлинга, который по термодинамической эффективности не уступает циклу Карно, и даже обладает преимуществом. Дело в том, что цикл Карно состоит из мало отличающихся между собой изотерм и адиабат. Практическая реализация этого цикла малоперспективна. Цикл Стирлинга позволил получить практически работающий двигатель в приемлемых габаритах.




   

Так может быть устроен один из вариантов
 современного Двигателя Стирлинга:







Форма входа
Translator
Выбрать язык / Select language:
Ukranian
English
French
German
Japanese
Italian
Portuguese
Spanish
Danish
Chinese
Korean
Arabic
Czech
Estonian
Belarusian
Latvian
Greek
Finnish
Serbian
Bulgarian
Turkish
Модели
Друзья сайта
  • PhysicStoys
  • ФОРУМ по стирлингам
  • Youtube
  • lunaregatta.at.ua
  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0
    А modern Stirling
    Клендарь
    «  Октябрь 2017  »
    ПнВтСрЧтПтСбВс
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031
    Поиск
    Калькулятор
    Роберт Стирлинг
    Вечный двигатель
    Copyright MyCorp © 2017 | Конструктор сайтов - uCoz