DIY Stirling motor şeması. Kendi Stirling motorunuzu nasıl yapabilirsiniz?

Elbette, bu Çin çevrimiçi mağazasında olduğu gibi Stirling motorlarının güzel fabrika modellerini satın alabilirsiniz. Ancak bazen doğaçlama yöntemlerle de olsa kendinizi yaratmak ve bir şeyler yapmak istersiniz. Web sitemizde bu motorların üretimi için zaten çeşitli seçenekler bulunmaktadır ve bu yayında tüm seçenekleri inceleyin basit seçenek evde yapıldı.

Bunu yapmak için mevcut malzemelere ihtiyacınız olacak: bir kutu konserve yiyecek, küçük bir parça köpük kauçuk, bir CD, iki cıvata ve ataç.

Köpük kauçuk, Stirling motorlarının üretiminde kullanılan en yaygın malzemelerden biridir. Motor değiştirici bundan yapılmıştır. Köpük kauçuğumuzun bir parçasından bir daire kesiyoruz, çapını kutunun iç çapından iki milimetre daha az, yüksekliğini ise yarısından biraz fazla yapıyoruz.

Kapağın ortasına, daha sonra biyel kolunu yerleştireceğimiz bir delik açıyoruz. Biyel kolunun düzgün hareket etmesini sağlamak için ataştan spiral yapıp kapağa lehimliyoruz.

Ortadaki köpük kauçuğun köpük çemberini bir vidayla delip, üstte bir rondela ve altta bir rondela ve somunla sabitliyoruz. Bundan sonra, önce düzelttikten sonra lehimleyerek bir parça ataş takıyoruz.

Şimdi yer değiştiriciyi kapakta önceden açılan deliğe yapıştırıyoruz ve kapağı ve kavanozu hava geçirmez şekilde lehimliyoruz. Atacın ucunda küçük bir halka yapıyoruz ve kapakta ilkinden biraz daha büyük bir delik daha açıyoruz.

Lehimleme kullanarak kalaydan bir silindir yapıyoruz.

Bitmiş silindiri bir havya kullanarak kutuya tutturuyoruz, böylece lehim yerinde boşluk kalmıyor.

Bir ataştan krank mili yapıyoruz. Diz aralığı 90 derece olmalıdır. Yüksekliği silindirin üzerinde olacak olan diz diğerinden 1-2 mm daha büyüktür.

Şaft için stand yapmak için ataş kullanıyoruz. Bir membran yapıyoruz. Bunu yapmak için silindiri taktık plastik film, biraz içeri doğru itin ve iplikle silindire sabitleyin.

Membran'a takılması gereken biyel kolunu bir ataştan yapıp bir lastik parçasına yerleştiriyoruz. Biyel kolunun uzunluğu, şaftın alt ölü merkezinde membran silindirin içine çekilecek ve en yüksekte tam tersine uzatılacak şekilde yapılmalıdır. İkinci biyel kolunu da aynı şekilde ayarladık.

Biyel kolunu kauçukla membrana yapıştırıyoruz, diğerini yer değiştiriciye takıyoruz.

Ataş ayaklarını kutuya tutturmak için bir havya kullanıyoruz ve volanı kranka tutturuyoruz. Örneğin bir CD kullanabilirsiniz.

Evde yapılan Stirling motoru. Şimdi geriye kalan tek şey kavanozun altına ısı getirmek - bir mum yakmak. Ve birkaç saniye sonra volanı itin.

Basit Stirling Motoru Nasıl Yapılır (Fotoğraf ve Videolu)

www.newphysicist.com

Bir Stirling motoru yapalım.

Stirling motoru, havayı veya diğer gazı (çalışma sıvısı) döngüsel olarak sıkıştırıp genişleterek çalışan bir ısı motorudur. farklı sıcaklıklar Böylece termal enerjinin net dönüşümü sağlanır. mekanik iş. Daha spesifik olarak Stirling motoru, rejeneratif bir termal motordur. kapalı döngü sürekli gaz halindeki bir çalışma sıvısı ile.

Stirling motorları daha fazlasına sahiptir yüksek verim buhar motorlarına göre %50 verime ulaşabilmektedir. Ayrıca sessiz çalışabilirler ve neredeyse her türlü ısı kaynağını kullanabilirler. Termal enerji kaynağı, Otto çevrimi veya dizel çevrimi motorlarında olduğu gibi içten yanma yerine Stirling motoruna dışarıdan üretilir.

Stirling motorları aşağıdakilerle uyumludur: alternatif ve yenilenebilir enerji kaynakları, çünkü geleneksel yakıtların fiyatlarının artması ve petrol rezervlerinin tükenmesi gibi sorunlar nedeniyle giderek önem kazanabilirler. iklimin değişmesi.

Bu projede size vereceğiz basit talimatlarçok basit bir şey oluşturmak için motor Kendin Yap Test tüpü ve şırınga kullanarak Stirling .

Basit bir Stirling motoru nasıl yapılır – Video

Stirling Motoru Yapmak İçin Bileşenler ve Adımlar

1 parça parke veya kontrplak

Bu, motorunuzun temelidir. Bu nedenle motorun hareketlerine ayak uydurabilecek kadar sağlam olması gerekir. Daha sonra resimde gösterildiği gibi üç küçük delik açın. Ayrıca kontrplak, ahşap vb. de kullanabilirsiniz.

2. Mermer veya cam toplar

Stirling motorunda bu toplar önemli bir işlevi yerine getirir. Bu projede mermer, sıcak havayı test tüpünün sıcak tarafından soğuk tarafa doğru kaydırıcı görevi görüyor. Mermer sıcak havanın yerini aldığında soğur.

3. Çubuklar ve vidalar

Pimler ve vidalar, test tüpünü herhangi bir yönde kesintisiz hareket edebilecek şekilde rahat bir konumda tutmak için kullanılır.

4. Kauçuk parçalar

Bir silgi satın alın ve onu kesin aşağıdaki formlar. Test tüpünü güvenli bir şekilde tutmak ve sızdırmazlığını korumak için kullanılır. Tüpün ağzında sızıntı olmamalıdır. Eğer durum böyleyse proje başarılı olmayacaktır.

5. Şırınga

Şırınga en önemli ve hareketli parçalardan biridir. basit motor Stirling. Pistonun namlu içinde serbestçe hareket edebilmesi için şırınganın içine bir miktar yağlayıcı ekleyin. Test tüpünün içindeki hava genişledikçe pistonu aşağı doğru iter. Sonuç olarak şırınga haznesi yukarı doğru hareket eder. Aynı zamanda mermer deney tüpünün sıcak tarafına doğru yuvarlanarak sıcak havayı dışarı atarak soğumasını sağlar (hacminin azalmasına).

6. Test Tüpü Test tüpü, basit bir Stirling motorunun en önemli ve çalışan bileşenidir. Test tüpü, ısıya oldukça dayanıklı olan belirli bir cam türünden (borosilikat cam gibi) yapılmıştır. Böylece yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılabilir.

Stirling motoru nasıl çalışır?

Bazıları Stirling motorlarının basit olduğunu söylüyor. Eğer bu doğruysa, o zaman tıpkı büyük fizik denklemleri gibi (örneğin E = mc2), bunlar basittir: yüzeyde basit ama daha zengin, daha karmaşık ve siz onları fark edene kadar potansiyel olarak çok kafa karıştırıcıdırlar. Stirling motorlarını karmaşık olarak düşünmenin daha güvenli olduğunu düşünüyorum: çok kötü YouTube videolarının çoğu, bunların çok eksik ve tatmin edici olmayan bir şekilde nasıl kolayca "açıklanacağını" gösteriyor.

Benim düşünceme göre, bir Stirling motorunu basitçe inşa ederek veya nasıl çalıştığını dışarıdan gözlemleyerek anlayamazsınız: geçirdiği adımların döngüsü, içindeki gaza ne olduğu ve nasıl farklılaştığı hakkında ciddi şekilde düşünmeniz gerekir. geleneksel bir buhar makinesinde olanlardan.

Motorun çalışması için gerekli olan tek şey, gaz odasının sıcak ve soğuk kısımları arasındaki sıcaklık farkıdır. Fabrika motorlarının muhtemelen birkaç yüz derecelik bir farkla çalışabilmesine rağmen, yalnızca 4 °C sıcaklık farkıyla çalışabilen modeller üretilmiştir. Bu motorlar içten yanmalı motorların en verimli şekli haline gelebilir.

Stirling ve konsantre motorlar Güneş enerjisi

Stirling motorları, termal enerjiyi bir jeneratörü çalıştırabilecek harekete dönüştürmek için düzgün bir yöntem sağlar. En yaygın düzenleme motorun merkezde olmasıdır. parabolik ayna. İzleme cihazına bir ayna takılacak Güneş ışınları motora odaklandım.

* Alıcı olarak Stirling motoru

Okul günlerinizde dışbükey merceklerle oynamış olabilirsiniz. Bir kağıt parçasını ya da kibriti yakmak için güneş enerjisini yoğunlaştırıyorum, değil mi? Her geçen gün yeni teknolojiler gelişiyor. Konsantre güneş termal enerjisi günümüzde giderek daha fazla ilgi görmektedir.

Yukarıda, yer değiştirici olarak cam boncuklar ve kuvvet pistonu olarak bir cam şırınga kullanan basit bir test tüpü motorunun kısa bir videosu bulunmaktadır.

Bu basit Stirling motoru çoğu okulda bulunan malzemelerden yapılmıştır. bilimsel laboratuvarlar ve basit bir ısı motorunu göstermek için kullanılabilir.

Döngü başına basınç-hacim diyagramı

İşlem 1 → 2 Test tüpünün sıcak ucunda çalışma gazının genleşmesi, gaza ısı aktarılır ve gaz genleşerek hacmini artırır ve şırınga pistonunu yukarı doğru iter.

Süreç 2 → 3 Bilye test tüpünün sıcak ucuna doğru hareket ettikçe, gaz test tüpünün sıcak ucundan dışarı doğru itilir. soğuk son Gaz hareket ettikçe test tüpünün duvarına ısı verir.

Proses 3 → 4 Çalışma gazından ısı alınır ve hacim azalır, şırınga pistonu aşağı doğru hareket eder.

Süreç 4 → 1 Döngüyü tamamlar. Çalışma gazı, bilyeler yer değiştirdikçe test tüpünün soğuk ucundan sıcak ucuna doğru hareket eder, hareket ettikçe test tüpünün duvarından ısı alır ve böylece gazın basıncını arttırır.

Çalışma akışkanının (gaz halinde veya sıvı) kapalı bir hacimde hareket ettiği, esasen bu bir tür motordur harici yanma. Bu mekanizma, çalışma sıvısının periyodik olarak ısıtılması ve soğutulması prensibine dayanmaktadır. Enerji, çalışma sıvısının ortaya çıkan hacminden elde edilir. Stirling motoru yalnızca yanan yakıtın enerjisinden değil, aynı zamanda hemen hemen her kaynaktan çalışır.Bu mekanizmanın patenti 1816 yılında İskoçyalı Robert Stirling tarafından alınmıştır.

Açıklanan mekanizma, düşük verimliliğine rağmen bir takım avantajlara sahiptir, her şeyden önce basitlik ve iddiasızlıktır. Bu sayede birçok amatör tasarımcı Stirling motorunu kendi elleriyle monte etmeye çalışıyor. Bazıları başarılı oluyor, bazıları başaramıyor.

Bu yazıda hurda malzemelerden DIY Stirling'e bakacağız. Aşağıdaki boşluklara ve aletlere ihtiyacımız olacak: bir teneke kutu (çaçadan olabilir), metal levha, ataç, köpük kauçuk, lastik bant, çanta, tel kesiciler, pense, makas, havya,

Şimdi montaja başlayalım. Burada detaylı talimatlar Stirling motorunu kendi ellerinizle nasıl yapacağınıza. Öncelikle kavanozu yıkamanız, temizlemeniz gerekiyor zımpara kağıdı kenarlar. Kutunun iç kenarlarına sığacak şekilde sacdan bir daire kesiyoruz. Merkezi belirliyoruz (bunun için bir kumpas veya cetvel kullanıyoruz), makasla bir delik açıyoruz. Daha sonra bakır teli alın ve Ataç, ataşı düzeltin ve ucunda bir halka yapın. Teli ataşın etrafına sarıyoruz - dört sıkı dönüş. Daha sonra, ortaya çıkan spirali az miktarda lehimle kalaylamak için bir havya kullanın. Daha sonra, çubuğun kapağa dik olması için spirali kapaktaki deliğe dikkatlice lehimlemeniz gerekir. Ataç serbestçe hareket etmelidir.

Bundan sonra kapakta bir bağlantı deliği açmanız gerekir. Köpük kauçuktan bir yer değiştirici yapıyoruz. Çapı kutunun çapından biraz daha küçük olmalı ancak büyük bir boşluk olmamalıdır. Yer değiştiricinin yüksekliği kutunun yarısından biraz daha fazladır. Manşon için köpük kauçuğun ortasında bir delik açıyoruz, ikincisi kauçuk veya mantardan yapılabilir. Çubuğu ortaya çıkan burcun içine yerleştirip her şeyi kapatıyoruz. Yer değiştirici kapağa paralel yerleştirilmelidir, bu önemli durum. Daha sonra geriye kalan tek şey kavanozu kapatmak ve kenarlarını kapatmaktır. Dikiş kapatılmalıdır. Şimdi çalışma silindirini yapmaya başlayalım. Bunu yapmak için, 60 mm uzunluğunda ve 25 mm genişliğinde bir kalay şeridi kesin, kenarını pense ile 2 mm bükün. Bir manşon oluşturuyoruz, ardından kenarı lehimliyoruz, ardından manşonu kapağa (deliğin üstüne) lehimlemeniz gerekiyor.

Artık membranı yapmaya başlayabilirsiniz. Bunu yapmak için torbadan bir parça film kesin, parmağınızla biraz içeri doğru bastırın ve kenarlarına elastik bir bantla bastırın. Daha sonra doğru montajı kontrol etmeniz gerekir. Kavanozun altını ateşte ısıtın ve sapını çekin. Sonuç olarak membran dışarı doğru bükülmeli ve eğer çubuk serbest bırakılırsa yer değiştirici kendi ağırlığı altında alçalmalı ve buna göre membran yerine geri dönmelidir. Yer değiştirici doğru yapılmamışsa veya kutunun lehimi hava geçirmez değilse çubuk yerine geri dönmeyecektir. Bundan sonra krank milini ve payandaları yapıyoruz (krank aralığı 90 derece olmalıdır). Krankların yüksekliği 7 mm, yer değiştiricilerin yüksekliği ise 5 mm olmalıdır. Bağlantı çubuklarının uzunluğu krank milinin konumuna göre belirlenir. Krankın ucu tapaya takılır. Böylece bir Stirling motorunun kendi ellerimizle nasıl monte edileceğine baktık.

Böyle bir mekanizma normal bir mumdan çalışacaktır. Volana mıknatıs takıp bir bobin alırsanız akvaryum kompresörü o zaman böyle bir cihaz basit bir elektrik motorunun yerini alabilir. Gördüğünüz gibi böyle bir cihazı kendi elinizle yapmak hiç de zor değil. Bir arzu olurdu.

Bir zamanlar ünlü olan Stirling motoru, başka bir motorun (içten yanmalı) yaygın kullanımı nedeniyle uzun süre unutuldu. Ama bugün onun hakkında giderek daha fazla şey duyuyoruz. Belki daha popüler olma ve modern dünyadaki yeni bir değişiklikte yerini bulma şansı vardır?

Hikaye

Stirling motoru, on dokuzuncu yüzyılın başlarında icat edilen bir ısı motorudur. Yazar, açıkça görüldüğü gibi, İskoçyalı bir rahip olan Robert adında bir Stirling'di. Cihaz, vücudun kapalı bir kap içinde hareket ettiği ve sıcaklığını sürekli değiştiren harici bir yanmalı motordur.

Başka bir motor tipinin yaygınlaşması nedeniyle neredeyse unutulmaya yüz tuttu. Bununla birlikte, avantajları sayesinde bugün Stirling motoru (birçok amatör bunu evde kendi elleriyle yapıyor) yeniden geri dönüyor.

İçten yanmalı motorlardan temel farkı, ısı enerjisinin dışarıdan gelmesi ve içten yanmalı motorlarda olduğu gibi motorun kendisinde üretilmemesidir.

Çalışma prensibi

Membranlı, yani pistonlu bir mahfazanın içine alınmış kapalı bir hava hacmini hayal edebilirsiniz. Gövde ısındığında hava genleşir ve iş yapar, böylece piston bükülür. Daha sonra soğuma meydana gelir ve tekrar bükülür. Bu mekanizmanın çalışma döngüsüdür.

Pek çok insanın kendi termoakustik Stirling motorunu evinde yapması şaşırtıcı değil. Bu, herkesin evinde bulunabilecek minimum düzeyde alet ve malzeme gerektirir. İki tane düşünelim Farklı yollar bir tane yaratmak ne kadar kolay.

İş için malzemeler

Kendi elinizle bir Stirling motoru yapmak için aşağıdaki malzemelere ihtiyacınız olacak:

• teneke;
• çelik konuştu;
• pirinç tüp;
• demir testeresi;
• dosya;
• ahşap stand;
• metal makas;
• sabitleme parçaları;
• havya;
• lehimleme;
• lehim;
• makine.

Hepsi bu. Gerisi basit bir teknik meselesidir.

Nasıl yapılır

Kendi elleriyle yapılan Stirling motorunun oluşacağı kalaydan bir ateş kutusu ve taban için iki silindir hazırlanır. Boyutlar, bu cihazın amaçlandığı amaçlar dikkate alınarak bağımsız olarak seçilir. Motorun gösteri amaçlı yapıldığını varsayalım. O zaman ana silindirin gelişimi yirmi ila yirmi beş santimetre arasında olacaktır, artık değil. Geriye kalan parçaların buna uyum sağlaması gerekiyor.

Pistonu hareket ettirmek için silindirin üst kısmında dört ila beş milimetre çapında iki çıkıntı ve delik yapılır. Elemanlar, krank cihazının konumu için yatak görevi görecektir.

Daha sonra motorun çalışma sıvısını yaparlar (sıradan su haline gelecektir). Kalay halkaları, bir boruya yuvarlanan silindire lehimlenir. İçlerine delikler açılır ve yirmi beş ila otuz beş santimetre uzunluğunda ve dört ila beş milimetre çapında pirinç tüpler yerleştirilir. Sonunda, hazneyi suyla doldurarak ne kadar sızdırmaz hale geldiğini kontrol ederler.

Daha sonra yer değiştiricinin sırası geliyor. Üretim için tahta bir boşluk alınır. Makinenin normal bir silindir şeklini almasını sağlamak için kullanılır. Yer değiştirici silindirin çapından biraz daha küçük olmalıdır. Optimum yükseklik Stirling motorunu kendi elleriyle yaptıktan sonra seçiyorlar. Çünkü üzerinde bu aşamada uzunluk bir miktar kenar boşluğuna izin vermelidir.

Konuşmacı bir silindir çubuğa dönüştürülür. Çubuğun sığacağı ahşap kabın ortasına bir delik açılır ve içeri sokulur. Çubuğun üst kısmında biyel kolu cihazı için yer sağlamak gereklidir.

Daha sonra dört buçuk santimetre uzunluğunda ve iki buçuk santimetre çapında bakır borular alıyorlar. Silindire bir kalay çemberi lehimlenmiştir. Kabı silindire bağlamak için duvarların yanlarında bir delik açılır.

Piston da buna göre ayarlanmıştır. torna içeriden büyük silindirin çapına kadar. Çubuk üst tarafa menteşeli bir şekilde bağlanmıştır.

Montaj tamamlanır ve mekanizma ayarlanır. Bunu yapmak için piston daha büyük bir silindire yerleştirilir ve başka bir küçük silindire bağlanır.

Büyük bir silindir üzerine bir krank mekanizması yerleştirilmiştir. Motor parçasını bir havya kullanarak sabitleyin. Ana parçalar ahşap bir tabana sabitlenmiştir.

Silindir suyla doldurulur ve altına bir mum yerleştirilir. Baştan sona elle yapılan bir Stirling motoru performans açısından test edilir.

İkinci yöntem: malzemeler

Motor başka bir şekilde yapılabilir. Bunu yapmak için aşağıdaki malzemelere ihtiyacınız olacak:

• teneke;
• köpük;
• kağıt tutacağı;
• diskler;
• iki cıvata.

Nasıl yapılır

Köpük kauçuk, basit bir ev yapmak için sıklıkla kullanılır Güçlü motor DIY Stirling. Ondan motor için bir yer değiştirici hazırlanır. Bir köpük dairesi kesin. Çap bundan biraz daha küçük olmalıdır teneke kutu ve yükseklik yarının biraz üzerindedir.

Gelecekteki biyel kolu için kapağın ortasında bir delik açılır. Sorunsuz çalışmasını sağlamak için ataş spiral şeklinde yuvarlanır ve kapağa lehimlenir.

Köpük çemberin ortasından ince bir tel ve bir vida ile delinir ve üstüne bir rondela ile sabitlenir. Daha sonra ataş parçası lehimlenerek bağlanır.

Yer değiştirici kapaktaki deliğe itilir ve lehimleme yoluyla kutuya bağlanır. Ataşın üzerine küçük bir halka yapılır ve kapakta daha büyük bir delik daha açılır.

Teneke levha bir silindire yuvarlanır ve lehimlenir ve ardından hiçbir çatlak kalmayacak şekilde kutuya tutturulur.

Ataç bir krank miline dönüştürülür. Aralık tam olarak doksan derece olmalıdır. Silindirin üzerindeki diz diğerinden biraz daha büyük yapılmıştır.

Geriye kalan ataçlar şaft standlarına dönüştürülür. Membran şu şekilde yapılır: silindir polietilen filme sarılır, preslenir ve iplikle sabitlenir.

Biyel kolu, bir kauçuk parçasına yerleştirilen bir ataştan yapılır ve bitmiş kısım membrana tutturulur. Biyel kolunun uzunluğu, şaftın alt noktasında membran silindirin içine çekilecek ve en yüksek noktada uzatılacak şekilde yapılır. Biyel kolunun ikinci kısmı da aynı şekilde yapılır.

Daha sonra biri membrana, diğeri ise yer değiştiriciye yapıştırılır.

Kavanozun bacakları ayrıca ataçlardan yapılabilir ve lehimlenebilir. Krank için bir CD kullanılır.

Artık tüm mekanizma hazır. Geriye kalan tek şey altına bir mum yerleştirip yakmak ve ardından volanı itmek.

Çözüm

Bu düşük sıcaklıklı bir Stirling motorudur (kendi ellerimle yapılmıştır). Tabii ki endüstriyel ölçekli Bu tür cihazlar tamamen farklı bir şekilde yapılmıştır. Ancak prensip aynı kalır: hava hacmi ısıtılır ve sonra soğutulur. Ve bu sürekli tekrarlanıyor.

Son olarak, Stirling motorunun bu çizimlerine bakın (herhangi bir özel beceri gerektirmeden kendiniz yapabilirsiniz). Belki zaten bir fikriniz var ve benzer bir şey yapmak istiyorsunuz?

Modern otomotiv endüstrisi, temel bilimsel araştırmalar olmadan ulaşılması neredeyse imkansız olan bir gelişme düzeyine ulaştı. dramatik gelişmeler Geleneksel içten yanmalı motorların tasarımında. Bu durum tasarımcıları dikkat etmeye zorluyor. alternatif enerji santrali tasarımları. Bazı mühendislik merkezleri çabalarını hibrit ve seri üretime uyarlamaya odakladı. elektrikli modeller diğer otomobil üreticileri yenilenebilir kaynaklardan (örneğin kolza tohumu yağı kullanan biyodizel) yakıt kullanan motorların geliştirilmesine yatırım yapıyor. Gelecekte yeni bir standart tahrik sistemi haline gelebilecek başka güç ünitesi projeleri de var. Araç.

Olası kaynaklar arasında mekanik enerji Geleceğin otomobilleri için, 19. yüzyılın ortalarında Scot Robert Stirling tarafından termal genleşmeli motor olarak icat edilen dıştan yanmalı motor adını vermeliyiz.

Çalışma planı

Stirling motoru dönüştürür Termal enerji nedeniyle dışarıdan faydalı mekanik işlere sağlanır çalışma sıvısı sıcaklığındaki değişiklikler(gaz veya sıvı) kapalı bir hacimde dolaşan.

İÇİNDE Genel görünüm Cihazın çalışma şeması şu şekildedir: Motorun alt kısmında çalışma maddesi (örneğin hava) ısınır ve hacmi arttıkça pistonu yukarı doğru iter. Sıcak hava girer Üst kısmı bir radyatör tarafından soğutulan motor. Çalışma sıvısının basıncı azalır, piston bir sonraki döngü için indirilir. Bu durumda sistem kapatılır ve çalışma maddesi tüketilmez, sadece silindirin içinde hareket eder.

Stirling prensibini kullanan güç üniteleri için çeşitli tasarım seçenekleri vardır.

Stirling modifikasyonu "Alfa"

Motor, her biri kendi silindirinde yer alan iki ayrı güç pistonundan (sıcak ve soğuk) oluşur. Sıcak pistonla silindire ısı sağlanır ve soğuk silindir, soğutma ısı eşanjöründe bulunur.

Stirling modifikasyonu "Beta"

Pistonun bulunduğu silindirin bir ucu ısıtılır, diğer ucu soğutulur. Çalışma gazının hacmini değiştirmek için tasarlanmış bir güç pistonu ve bir yer değiştirici silindirin içinde hareket eder. Rejeneratör, soğutulmuş çalışma maddesinin motorun sıcak boşluğuna geri dönüş hareketini gerçekleştirir.

Stirling modifikasyonu "Gama"

Tasarım iki silindirden oluşmaktadır. Birincisi, güç pistonunun hareket ettiği tamamen soğuktur ve bir tarafı sıcak, diğer tarafı soğuk olan ikincisi, yer değiştiriciyi hareket ettirmeye yarar. Soğuk gazı dolaştırmak için bir rejeneratör, her iki silindir için de ortak olabilir veya yer değiştirici tasarımının bir parçası olabilir.

Stirling motorunun avantajları

Çoğu dıştan yanmalı motor gibi Stirling de aşağıdaki özelliklere sahiptir: çoklu yakıt: Motor, sebep olan sebeplerden bağımsız olarak sıcaklık değişimleri nedeniyle çalışıyor.

İlginç gerçek! Bir zamanlar yirmi yakıt seçeneğiyle çalışan bir kurulum gösterilmişti. Motoru durdurmadan benzin, dizel yakıt, metan, ham petrol ve sebze yağı- güç ünitesi istikrarlı bir şekilde çalışmaya devam etti.

Motor var tasarımın basitliği ve ek sistemler gerektirmez ve ekler(zamanlama, marş motoru, vites kutusu).

Cihazın özellikleri uzun bir servis ömrünü garanti eder: yüz bin saatten fazla sürekli çalışma.

Stirling motoru sessizdir çünkü silindirlerde patlama meydana gelmez ve egzoz gazlarını çıkarmaya gerek yoktur. Eşkenar dörtgen krank mekanizmasıyla donatılmış "Beta" modifikasyonu, çalışma sırasında titreşimi olmayan mükemmel dengeli bir sistemdir.

Motor silindirlerinde etki yaratabilecek herhangi bir süreç meydana gelmemektedir. olumsuz etki Açık çevre. Uygun bir ısı kaynağının (örn. güneş enerjisi) seçilmesiyle Stirling kesinlikle Çevre dostu güç ünitesi.

Stirling tasarımının dezavantajları

Tüm setiyle birlikte olumlu özellikler Stirling motorlarının anında toplu kullanımı aşağıdaki nedenlerden dolayı imkansızdır:

Asıl sorun yapının malzeme tüketimidir. Çalışma sıvısının soğutulması, kurulumun boyutunu ve metal tüketimini önemli ölçüde artıran büyük hacimli radyatörler gerektirir.

Mevcut teknolojik seviye, Stirling motorunun performans açısından modern benzinli motorlarla karşılaştırılmasına ancak aşağıdakilerin kullanılmasıyla olanak tanıyacaktır: karmaşık türler yüz atmosferden fazla basınç altında çalışma sıvısı (helyum veya hidrojen). Bu gerçek hem malzeme bilimi alanında hem de kullanıcı güvenliğinin sağlanmasında ciddi soruları gündeme getiriyor.

Önemli bir operasyonel sorun, metallerin termal iletkenliği ve sıcaklık direnciyle ilgilidir. Çalışma hacmine ısı eşanjörleri aracılığıyla ısı sağlanır ve bu da kaçınılmaz kayıplara yol açar. Ek olarak, ısı eşanjörü de yapılmalıdır. ısıya dayanıklı metaller dayanıklı yüksek tansiyon. Uygun malzemelerçok pahalı ve işlenmesi zordur.

Stirling motorunun modlarını değiştirme prensipleri de, özel kontrol cihazlarının geliştirilmesini gerektiren geleneksel olanlardan temelde farklıdır. Bu nedenle, gücü değiştirmek için silindirlerdeki basıncı, yer değiştirici ile güç pistonu arasındaki faz açısını değiştirmek veya boşluğun çalışma sıvısı ile kapasitesini etkilemek gerekir.

Bir Stirling motor modelinde şaft dönüş hızını kontrol etmenin bir yolu aşağıdaki videoda görülebilir:

Yeterlik

Teorik hesaplamalarda Stirling motorunun verimi, çalışma akışkanının sıcaklık farkına bağlıdır ve Carnot çevrimine göre %70 veya daha fazlasına ulaşabilir.

Ancak metalden gerçekleştirilen ilk numunelerin verimliliği aşağıdaki nedenlerden dolayı son derece düşüktü:

• maksimum ısıtma sıcaklığını sınırlayan etkisiz soğutucu (çalışma sıvısı) seçenekleri;
• parçaların sürtünmesinden ve motor mahfazasının ısıl iletkenliğinden kaynaklanan enerji kayıpları;
• yüksek basınca dayanıklı yapı malzemelerinin eksikliği.

Mühendislik çözümleri cihazı sürekli geliştirdi güç ünitesi. Böylece 20. yüzyılın ikinci yarısında dört silindirli bir otomobil ortaya çıktı. Eşkenar dörtgen tahrikli Stirling motoru testlerde %35 verimlilik gösterdi 55 ° C sıcaklığa sahip bir su soğutucu üzerinde. Dikkatli tasarım geliştirme, yeni malzemelerin kullanımı ve çalışma ünitelerinin ince ayarı, deneysel numunelerin verimliliğinin %39 olmasını sağlamıştır.

Not! Modern benzinli motorlar benzer güce sahip bir katsayıya sahip yararlı eylem%28-30 ve turboşarjlı dizel motorlarda %32-35.

Modern tasarımlar Amerikan şirketi Mechanical Technology Inc. tarafından üretilenler gibi Stirling motorları %43,5'e varan verimlilik göstermektedir. Isıya dayanıklı seramik ve benzeri yenilikçi malzemelerin üretiminin gelişmesiyle sıcaklığı önemli ölçüde artırmak mümkün olacak. çalışma ortamı ve %60 verim elde ediliyor.

Otomobil Stirlings'in başarılı uygulama örnekleri

Tüm zorluklara rağmen otomotiv endüstrisine uygulanabilen, bilinen birçok verimli Stirling motoru modeli bulunmaktadır.

Bir arabaya kuruluma uygun Stirling'e ilgi, 20. yüzyılın 50'li yıllarında ortaya çıktı. Bu yöndeki çalışmalar Ford Motor Company, Volkswagen Group ve diğerleri gibi şirketler tarafından yürütüldü.

UNITED STIRLING şirketi (İsveç), otomobil üreticileri tarafından üretilen seri bileşenlerden ve düzeneklerden (krank mili, bağlantı çubukları) maksimum düzeyde yararlanan Stirling'i geliştirdi. Ortaya çıkan dört silindirli V motorun özgül ağırlığı 2,4 kg/kW idi ve bu da kompakt bir dizel motorun özelliklerine eşdeğerdi. Bu ünite, yedi tonluk bir kargo kamyoneti için bir enerji santrali olarak başarıyla test edildi.

Başarılı örneklerden biri, Hollanda'da üretilen dört silindirli Stirling motoru, model "Philips 4-125DA" olup, kurulum için tasarlanmıştır. araba. Motorun çalışma gücü 173 hp idi. İle. klasik benzin ünitesine benzer boyutlarda.

General Motors mühendisleri, 70'li yıllarda standart krank mekanizmasına sahip sekiz silindirli (4 çalışma ve 4 sıkıştırma silindiri) V şeklinde bir Stirling motoru inşa ederek önemli sonuçlar elde etti.

1972'de benzer bir enerji santrali sınırlı sayıda Ford Torino otomobiliyle donatılmış Yakıt tüketimi, klasik V şekilli sekiz benzinliye göre %25 oranında azalmıştır.

Şu anda elliden fazla yabancı şirket, Stirling motorunun tasarımını otomotiv endüstrisinin ihtiyaçlarına göre seri üretime uyarlamak için geliştirmeye çalışıyor. Eksiklikleri giderebilirsek bu türden motorlar, aynı zamanda avantajlarını korurken, benzinli içten yanmalı motorların yerini alacak olan türbinler ve elektrik motorları değil, Stirling'dir.

Uzun zamandır arıyorum çalışma şeması. Buldum ama hep ya ekipmanda ya da malzemede sorun olmasından dolayı bunu arbalet gibi yapmaya karar verdim. Birçok seçeneğe baktıktan ve stokta ne olduğunu ve ekipmanımı kullanarak kendim neler yapabileceğimi anladıktan sonra, boyutları hemen anladım. monte edilmiş cihaz Beğenmedim, çok geniş çıktı. Silindir çerçevesini kısaltmak zorunda kaldım. Ve volan bir yatak üzerine (bir pilon üzerine) yerleştirilmelidir. Volanın, bağlantı çubuklarının, karşı ağırlığın, sızdırmazlık rondelasının, lambanın ve çalışma silindirinin malzemeleri bronzdur. Direkler, çalışma pistonu, silindir çerçevesi soğutucusu ve dişli rondela Isı odası alüminyumdur Volan mili ve yer değiştirici çubuk çeliktir Paslanmaz çelik yanma odası Grafit yer değiştirici Ve yargılamanız için onu sergileyeceğim.