Stirling engine - nagtrabaho baruganan. Ang ubos nga-temperatura Stirling engine (photo)

Stirling engine, ang baruganan sa nga mao ang qualitatively lahi sa naandan alang sa tanan sa mga internal combustion engine, sa makausa mao ang katapusan sa kompetisyon. Apan, sa pipila ka mga panahon nakalimot mahitungod niini. Samtang kini nga motor nga gigamit karon, unsa ang baruganan sa operasyon niini (diha sa artikulo mahimo usab nga makita sa mga motor Stirling drowing nga pagpakita sa iyang buhat), ug unsa ang mga palaaboton alang sa umaabut nga paggamit, tan-awa sa ubos.

istorya

Sa 1816, si Robert Stirling sa Scotland nga patente kainit engine, nga ginganlan si karon sa kadungganan sa iyang imbentor. Ang unang init nga hangin makina nga imbento sa atubangan niya. Apan Stirling gidugang ngadto sa lalang maglilinis nga sa teknikal nga mga literatura gitawag nga usa ka regenerator o sa usa ka kainit exchanger. Salamat sa kaniya, dugang nga makina performance samtang naghupot sa yunit sa kainit.

Engine miila labing lig alisngaw engine anaa sa panahon, tungod kay siya wala gayud mibuto. Sa wala pa siya, ang ubang mga motor sa maong usa ka problema mahitabo kanunay. Bisan pa sa sayo nga kalampusan, sa unang bahin sa ikakaluhaan ka siglo, gikan sa iyang development mibalibad, ingon nga kini mahimo nga dili kaayo gasto-epektibo sa pagtandi sa pagpakita, paggutla unya sa ubang mga internal combustion nga mga makina ug electric motor. Apan, Stirling pa gigamit sa pipila ka mga industriya.

Gawas nga pagkasunog makina

Ang baruganan sa operasyon sa tanang kainit makina mao nga ang dako nga mekanikal nga mga pwersa kay sa uban sa usa ka bugnaw nga kompresiyon sa expanded estado alang sa gas nga gikinahanglan. Aron sa pagpakita mahimong gidala sa gawas niini nga kasinatian uban sa duha ka mga kolon puno sa bugnaw ug init nga tubig ingon man sa usa ka botelya. ulahing Ang gituslob sa bugnaw nga tubig, sampong tube, unya gibalhin ngadto sa usa ka mainit nga. Sa diha nga ang gas sa sudlanan magsugod sa pagbuhat sa mekanikal nga buhat ug Giabog sa plug. Una sa gawas pagkasunog makina base sa proseso sa hingpit. Apan, sa ulahi ang imbentor nakaamgo nga ang kainit mahimong gamiton alang sa pagpainit. Busa, ang performance nga misaka-ayo. Apan bisan pa niini wala sa pagtabang sa mga makina nga mahimong kaylap.

Ulahi Erickson, usa ka engineer gikan sa Sweden, mas maayong disenyo halad-nga-cooled ug naandan nga kainit gas sa kanunay nga pagpit-os inay sa gidaghanon. Ingon sa usa ka resulta, sa usa ka daghan sa mga kopya nagsugod sa gamiton alang sa trabaho sa mga minahan, sa mga sakayan ug sa pag-imprenta. Apan alang sa mga tripulante, sila bug-at kaayo.

Sa gawas Combustion Makinang gikan sa Philips

Kini nga mga motor sa mga mosunod nga mga matang:

• alisngaw;
• sa kabisog turbine;
• Stirling.

Ang ulahing matang wala sa pagpalambo og tungod sa ubos nga kasaligan ug ang uban dili sa labing taas nga rates itandi sa ubang mga matang sa mga yunit mipakita. Apan, sa 1938, Philips nga nagpadayon nga buhat. Mga makina nahimong gigamit sa pagpapahawa generators sa neelektrofitsirovannyh mga dapit. Sa 1945, engineers sa kompanya nakakaplag kanila kon dili sa paggamit: kon ang tugdan sa pagtuyok sa usa ka electric motor, ang makapabugnaw sa silindro ulo moabut sa minus usa ka gatus kasiyaman degrees Celsius. Unya kini nakahukom nga gigamit sa refrigeration sistema sa milambo Stirling engine.

baruganan sa operasyon

Ang aksyon sa motor mao ang pag-operate sa thermodynamic siklo, diin mahitabo sa lainlaig temperatura kompresiyon ug pagpalapad. Busa ang nagtrabaho fluid dagan regulation ang nakaamgo sa nagkadaiyang sa gidaghanon (o sa pressure - depende sa model). Kini mao ang baruganan sa kadaghanan niini nga mga makina, nga adunay lain-laing mga gimbuhaton ug disenyo laraw. Mga makina mahimong reciprocating o rotary. Makina uban sa ilang mga yunit sa operate sama sa bomba kainit, coolers, sa pressure generators ug sa ingon sa.

Dugang pa, adunay mga open-cycle makina, diin dagan regulasyon ang nakaamgo pinaagi sa mga balbula. Nga sila gitawag makina Erickson, labut pa sa komon nga ngalan sa ngalan sa Stirling. Ang ICE mapuslanon nga buhat nga gidala sa gawas human sa pre-sa pagsumaryo sa sa hangin ug sa fuel indeyksiyon, pagpainit sa resulta sagol nga sinaktan sa pagkasunog ug pagpalapad.

Ang Stirling engine pagtrabaho baruganan mao ang sama nga: sa ubos nga temperatura gimubo, ug sa hatag-as nga - pagpalapad. Apan, lain-laing mga pagpainit nga gidala sa gawas: ang kainit ang gitagana gikan sa gawas pinaagi sa silindro kuta. Busa, siya gitawag sa usa ka eksternal pagkasunog makina. Stirling nga gigamit sa matag kausaban nga temperatura sa pagbakwit piston. Last gas nagalihok gikan sa usa ka silindro lawak ngadto sa lain. Sa usa ka bahin, kanunay ubos nga temperatura, ug sa ibabaw sa uban nga mga - nga hatag-as. Sa diha nga ang pagbalhin sa piston ngadto sa itaas gas nagalihok gikan sa init nga sa bugnaw nga lungag ug sa - balik ngadto sa mainit nga. Unang gas naghatag sa usa ka daghan sa kainit sa refrigerator, ug unya gikan sa heater magadawat sumala sa iyang gihatag. Sa tunga-tunga sa heater ug sa usa ka refrigerator nga nahimutang regenerator - sa usa ka lungag nga puno uban sa usa ka materyal nga gas naghatag sa kainit. Sa reverse dagan regenerator mobalik kini.

propellant sistema nga konektado sa usa ka piston sa pagsumaryo sa sa gas diha sa bugnaw ug pagtugot sa pagpalapad sa sa kainit. Pinaagi sa kompresiyon sa usa ka ubos nga temperatura sa mapuslanon nga buhat. Ang bug-os nga sistema midagan sa upat ka siklo sa nagbalik-balik nga motion. Handol mekanismo sa ingon masiguro pagpadayon. Busa, hait nga mga utlanan sa taliwala sa mga hugna sa mga siklo dili obserbahan, ug ang mga Stirling engine efficiency dili pagkunhod.

Tungod sa ibabaw, sa konklusyon mao nga ang makina mao ang usa ka piston engine uban sa usa ka eksternal nga suplay sa kainit, diin ang nagtrabaho fluid dili mobiya sa gisukip nga luna ug dili pulihan. Stirling engine drowing ilustrar man sa lalang ug sa iyang operating baruganan.

mga detalye sa buhat

Sun, kuryente, nukleyar nga enerhiya o sa bisan unsa nga lain nga mga kainit tinubdan makahatag enerhiya ngadto sa Stirling engine. Ang baruganan sa operasyon sa iyang lawas anaa sa paggamit sa helium, hydrogen, o hangin. Hingpit sa kainit nga siklo ang maximum posible nga efficiency sa gikan sa katloan ka ngadto sa kap-atan ka porsyento. Apan uban sa usa ka epektibo nga regenerator kini sa trabaho ug uban sa mas taas nga efficiency. Pagbag-o, sa pagpainit ug sa makapabugnaw kainit exchanger paghatag gitukod, nga walay nagtrabaho lana. Kini kinahanglan nga nakita nga ang mga makina lubrication kinahanglan kaayo gamay nga. Ang kasagaran nga pressure sa silindro mao ang kasagaran gikan sa 10 ngadto sa 20 MPA. Busa, kini nagkinahanglan sa usa ka maayo kaayo nga pagbugkos nga sistema ug ang posibilidad sa lana pagsulod sa pagtrabaho lawak.

comparative kinaiya

Kadaghanan sa mga trabahante karon makina sa niini nga matang sa paggamit sa liquid gasolina. Mao kini ang padayon nga presyon sa dali nga kontrolado, sa ingon pagkunhod sa emissions. Ang pagkawala sa mga balbula naghatag hilum nga operasyon. Ang gahum sa masa ikatandi engine sa turbocharging, ang piho nga gahum nakuha sa output mao nga sama sa sa index sa yunit diesel. Ang speed ug torque mao ang independente sa usag usa.

Ang gasto sa engine produksyon mao ang mas taas pa kay sa internal pagkasunog makina. Apan kini turns sa mga Reverse rate sa operasyon.

bentaha

Ang bisan unsang modelo sa Stirling engine adunay daghang bentaha:

• Efficiency sa modernong design mahimong sa kapitoan ka porsyento.
• Sa makina adunay taas nga ignition system, usa ka camshaft ug sa mga balbula. kini dili kinahanglan nga adjust sa panahon sa tibuok nga panahon sa operasyon.
• Stirling nga wala sa pagbuto sa internal combustion engine, nga mao ang usa ka bug-at nga karga sa crankshaft, bering ug sa sumpay mga sanga nga magagmay.
• Ingon nga sila dili makabaton niana nga epekto, nga nag-ingon nga "ang makina linaming."
• Salamat sa sa iyang kayano sa mga lalang nga gipalihok sa usa ka hataas nga panahon.
• Kini modagan sa kahoy, ug sa nukleyar ug sa bisan unsa nga lain nga mga matang sa gasolina.
• Pagkasunog nagkinahanglan dapit sa gawas sa motor.

mga kakulangan

• Ang nag-unang Disbentaha sa disenyo mao ang konsumo sa mga materyales.
• Ang nagtrabaho fluid nga cooled, tungod sa unsa ang mga sukod nga sa kinadak misaka.
• Kay ICE uban sa managsama nga mga kinaiya nga gikinahanglan sa paggamit sa usa ka taas nga pressure.
• Pinaagi sa pagtrabaho sa kainit sa lawas ang gitagana pinaagi sa kuta sa kainit exchanger, diin ang limitado sa kainit conductivity.
• Sa pag-usab sa makina nga gahum, sa pag-usab sa gidaghanon sa mga buffer tank, ang average nga pressure sa mga nagtrabaho fluid, ang bahin anggulo sa taliwala sa mga displacer ug sa piston.

aplikasyon

Sa pagkakaron, ang Stirling engine generator gigamit sa daghan nga mga kaumahan. Kini mao ang usa ka Daghag Gamit tinubdan sa electrical enerhiya sa refrigerators, bomba, submarino ug solar nga gahum sa mga tanom. Kini mao ang pinaagi sa paggamit sa mga nagkalain-laing matang sa gasolina adunay usa ka posibilidad sa iyang kaylap nga paggamit.

pagkatawo pag-usab

Kini nga mga makina pag-usab misugod sa pagtubo sa mga pasalamat ngadto sa Philips. Sa tunga-tunga sa sa ikakaluhaan ka siglo kini mipirma sa usa ka kasabutan General Motors. Siya gidala sa kalamboan sa Stirling alang sa paggamit sa luna ug sa ilalom sa tubig lalang, mga barko ug mga sakyanan. Human kanila ang uban sa panon sa gikan sa Sweden, United Stirling, nalangkit sa ilang development, lakip na sa posible nga paggamit sa mga pasahero nga mga sakyanan.

Karon linear Stirling engine gigamit sa subsea instalasyon, cosmic ug solar mga lalang. Sa dako nga interes sa kini hinungdan tungod sa kalabutan sa mga isyu sa kalikopan, ingon man usab sa kasaba sa pagpugong. Sa Canada ug sa Estados Unidos, Germany ug France, ug Japan aktibo sa pagpangita sa pagpalambo ug sa pagpalambo sa paggamit niini.

sa umaabot

Dayag nga mga bentaha nga adunay usa ka piston ug usa ka rotary engine sa Stirling nga naglangkob sa hataas nga kinabuhi sa pag-alagad, sa paggamit sa nagkalain-laing mga gatong, ubos nga kasaba ug sa ubos nga toxicity, naghimo niini nga usa ka kaayo nga nagsaad internal combustion engine alang sa background. Apan, nga gihatag sa kamatuoran nga ang internal combustion engine sa tanang panahon sa pagpalambo sa, kini dili sayon nga dismiss. Anyway, mao kini ang makina karon occupies sa usa ka nag-unang nga posisyon, ug sa pagkuha kanila sa umaabot dili tuyo sa.