DIY स्टर्लिंग इंजन पंखा। किस स्टर्लिंग इंजन का डिज़ाइन अधिकतम दक्षता के साथ सर्वोत्तम है। DIY स्टर्लिंग इंजन

स्टर्लिंग इंजन एक ऐसा इंजन है जिसे तापीय ऊर्जा द्वारा संचालित किया जा सकता है। इस मामले में, ताप स्रोत बिल्कुल महत्वपूर्ण नहीं है। मुख्य बात यह है कि तापमान में अंतर है, ऐसे में यह इंजन काम करेगा। लेखक ने यह पता लगाया कि कोका-कोला कैन से ऐसे इंजन का मॉडल कैसे बनाया जाए।

पर अंतिम चरणढक्कन को चित्र में दिखाए अनुसार काटा जाना चाहिए। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि डिसप्लेसर तार कवर के किनारों पर न फंसे। ऐसे काम के लिए घरेलू कैंची उपयुक्त हैं।

परिणामस्वरूप, रूई के एक तरफ आपको तार का एक सर्पिल बनाने की आवश्यकता होती है ताकि यह रूई से बाहर न निकले, और दूसरी तरफ तार से एक लूप बनाया जाए। इसके बाद, एक मछली पकड़ने की रेखा इस लूप से बंधी होती है, जिसे बाद में डायाफ्राम के केंद्र के माध्यम से खींचा जाता है। वल्केनाइज्ड रबर कंटेनर के बीच में होना चाहिए।

अंतिम चरण में, पूरे तंत्र को एक साथ इकट्ठा किया जाता है।

आधुनिक ऑटोमोटिव उद्योग विकास के उस स्तर पर पहुंच गया है, जिस पर कोई बुनियादी ढांचा नहीं है वैज्ञानिक अनुसंधानपारंपरिक आंतरिक दहन इंजनों के डिज़ाइन में मूलभूत सुधार हासिल करना लगभग असंभव है। यह स्थिति डिजाइनरों को ध्यान देने के लिए मजबूर करती है वैकल्पिक बिजली संयंत्र डिजाइन. कुछ इंजीनियरिंग केंद्रों ने अपने प्रयासों को हाइब्रिड और के क्रमिक उत्पादन के निर्माण और अनुकूलन पर केंद्रित किया है इलेक्ट्रिक मॉडल, अन्य वाहन निर्माता नवीकरणीय स्रोतों (उदाहरण के लिए, रेपसीड तेल का उपयोग करके बायोडीजल) से ईंधन का उपयोग करने वाले इंजन के विकास में निवेश कर रहे हैं। ऐसी अन्य बिजली इकाई परियोजनाएं हैं जो भविष्य में एक नई मानक प्रणोदन प्रणाली बन सकती हैं वाहन.

भविष्य की कारों के लिए यांत्रिक ऊर्जा के संभावित स्रोतों में बाह्य दहन इंजन शामिल है, जिसका आविष्कार 19वीं शताब्दी के मध्य में स्कॉट्समैन रॉबर्ट स्टर्लिंग ने थर्मल विस्तार इंजन के रूप में किया था।

कार्य योजना

स्टर्लिंग इंजन बाहर से आपूर्ति की गई तापीय ऊर्जा को उपयोगी ऊर्जा में परिवर्तित करता है यांत्रिक कार्यइस कारण कार्यशील द्रव तापमान में परिवर्तन(गैस या तरल) बंद आयतन में घूम रहा है।

में सामान्य रूप से देखेंडिवाइस का ऑपरेटिंग आरेख इस प्रकार है: इंजन के निचले हिस्से में, काम करने वाला पदार्थ (उदाहरण के लिए, हवा) गर्म होता है और, मात्रा में वृद्धि, पिस्टन को ऊपर की ओर धकेलता है। गरम हवा प्रवेश करती है सबसे ऊपर का हिस्साइंजन, जहां इसे रेडिएटर द्वारा ठंडा किया जाता है। कार्यशील द्रव का दबाव कम हो जाता है, पिस्टन को अगले चक्र के लिए नीचे कर दिया जाता है। इस मामले में, सिस्टम को सील कर दिया जाता है और काम करने वाले पदार्थ का उपभोग नहीं किया जाता है, बल्कि केवल सिलेंडर के अंदर चला जाता है।

स्टर्लिंग सिद्धांत का उपयोग करने वाली बिजली इकाइयों के लिए कई डिज़ाइन विकल्प हैं।

स्टर्लिंग संशोधन "अल्फा"

इंजन में दो अलग-अलग पावर पिस्टन (गर्म और ठंडे) होते हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के सिलेंडर में स्थित होता है। गर्म पिस्टन के साथ सिलेंडर को गर्मी की आपूर्ति की जाती है, और ठंडा सिलेंडर कूलिंग हीट एक्सचेंजर में स्थित होता है।

स्टर्लिंग संशोधन "बीटा"

पिस्टन वाले सिलेंडर को एक सिरे पर गर्म किया जाता है और दूसरे सिरे पर ठंडा किया जाता है। सिलेंडर में एक पावर पिस्टन और एक डिसप्लेसर चलता है, जिसे कार्यशील गैस की मात्रा को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पुनर्योजी इंजन के गर्म गुहा में ठंडे कार्यशील पदार्थ की वापसी की गति को अंजाम देता है।

स्टर्लिंग संशोधन "गामा"

डिज़ाइन में दो सिलेंडर होते हैं। पहला पूरी तरह से ठंडा होता है, जिसमें पावर पिस्टन चलता है, और दूसरा, एक तरफ गर्म और दूसरी तरफ ठंडा, डिसप्लेसर को हिलाने का काम करता है। ठंडी गैस प्रसारित करने के लिए एक पुनर्योजी दोनों सिलेंडरों के लिए सामान्य हो सकता है या डिसप्लेसर डिज़ाइन का हिस्सा हो सकता है।

स्टर्लिंग इंजन के लाभ

अधिकांश बाहरी दहन इंजनों की तरह, स्टर्लिंग की विशेषता है मल्टी ईंधन: इंजन तापमान परिवर्तन के कारण संचालित होता है, भले ही इसका कारण कुछ भी हो।

दिलचस्प तथ्य!एक बार एक इंस्टालेशन प्रदर्शित किया गया था जो बीस ईंधन विकल्पों पर संचालित होता था। इंजन को बंद किए बिना, बाहरी दहन कक्ष में गैसोलीन की आपूर्ति की गई, डीजल ईंधन, मीथेन, कच्चा तेल और वनस्पति तेल- बिजली इकाई लगातार काम करती रही।

इंजन है डिजाइन की सादगीऔर इसकी आवश्यकता नहीं है अतिरिक्त प्रणालियाँऔर संलग्नक(टाइमिंग, स्टार्टर, गियरबॉक्स)।

डिवाइस की विशेषताएं लंबी सेवा जीवन की गारंटी देती हैं: एक लाख घंटे से अधिक निरंतर संचालन।

स्टर्लिंग इंजन मौन है, क्योंकि सिलेंडर में विस्फोट नहीं होता है और निकास गैसों को हटाने की कोई आवश्यकता नहीं है। रोम्बिक क्रैंक तंत्र से सुसज्जित "बीटा" संशोधन एक पूरी तरह से संतुलित प्रणाली है जिसमें ऑपरेशन के दौरान कोई कंपन नहीं होता है।

इंजन सिलिंडर में ऐसी कोई प्रक्रिया नहीं चल रही है जिसका असर हो नकारात्मक प्रभावपर पर्यावरण. एक उपयुक्त ताप स्रोत (जैसे सौर ऊर्जा) चुनकर, स्टर्लिंग बिल्कुल हो सकता है पर्यावरण के अनुकूलबिजली इकाई।

स्टर्लिंग डिज़ाइन के नुकसान

सभी सकारात्मक गुणों के बावजूद, स्टर्लिंग इंजन का तत्काल बड़े पैमाने पर उपयोग असंभव है निम्नलिखित कारण:

मुख्य समस्या संरचना की सामग्री की खपत है। काम कर रहे तरल पदार्थ को ठंडा करने के लिए बड़ी मात्रा में रेडिएटर्स की आवश्यकता होती है, जिससे इंस्टॉलेशन के आकार और धातु की खपत में काफी वृद्धि होती है।

वर्तमान तकनीकी स्तर के उपयोग से ही स्टर्लिंग इंजन को आधुनिक गैसोलीन इंजनों के साथ प्रदर्शन में तुलना करने की अनुमति मिलेगी जटिल प्रजातिएक सौ से अधिक वायुमंडल के दबाव में कार्यशील तरल पदार्थ (हीलियम या हाइड्रोजन)। यह तथ्य सामग्री विज्ञान और उपयोगकर्ता सुरक्षा सुनिश्चित करने दोनों के क्षेत्र में गंभीर प्रश्न उठाता है।

एक महत्वपूर्ण परिचालन समस्या धातुओं की तापीय चालकता और तापमान प्रतिरोध के मुद्दों से संबंधित है। हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से कार्यशील मात्रा में गर्मी की आपूर्ति की जाती है, जिससे अपरिहार्य नुकसान होता है। इसके अलावा, हीट एक्सचेंजर बनाया जाना चाहिए गर्मी प्रतिरोधी धातुएँके प्रति निरोधी उच्च रक्तचाप. उपयुक्त सामग्रीबहुत महँगा और प्रोसेस करना कठिन।

स्टर्लिंग इंजन के मोड को बदलने के सिद्धांत भी पारंपरिक लोगों से मौलिक रूप से भिन्न हैं, जिसके लिए विशेष नियंत्रण उपकरणों के विकास की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, शक्ति को बदलने के लिए सिलेंडर में दबाव, विस्थापक और पावर पिस्टन के बीच चरण कोण को बदलना या काम कर रहे तरल पदार्थ के साथ गुहा की क्षमता को प्रभावित करना आवश्यक है।

स्टर्लिंग इंजन मॉडल पर शाफ्ट रोटेशन गति को नियंत्रित करने का एक तरीका निम्नलिखित वीडियो में देखा जा सकता है:

क्षमता

सैद्धांतिक गणना में, स्टर्लिंग इंजन की दक्षता काम कर रहे तरल पदार्थ के तापमान अंतर पर निर्भर करती है और कार्नोट चक्र के अनुसार 70% या उससे अधिक तक पहुंच सकती है।

हालाँकि, धातु के पहले नमूनों में निम्नलिखित कारणों से बेहद कम दक्षता थी:

• अप्रभावी शीतलक (कार्यशील द्रव) विकल्प जो सीमित करते हैं अधिकतम तापमानगरम करना;
• भागों के घर्षण और इंजन आवास की तापीय चालकता के कारण ऊर्जा हानि;
• उच्च दबाव के प्रति प्रतिरोधी निर्माण सामग्री की कमी।

इंजीनियरिंग समाधानों ने बिजली इकाई के डिजाइन में लगातार सुधार किया है। इस प्रकार, 20वीं सदी के उत्तरार्ध में, एक चार-सिलेंडर ऑटोमोबाइल रोम्बिक ड्राइव वाले स्टर्लिंग इंजन ने परीक्षणों में 35% की दक्षता दिखाई 55 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाले जल शीतलक पर। सावधानीपूर्वक डिजाइन विकास, नई सामग्रियों के उपयोग और कामकाजी इकाइयों की फाइन-ट्यूनिंग ने सुनिश्चित किया कि प्रयोगात्मक नमूनों की दक्षता 39% थी।

टिप्पणी! समान शक्ति के आधुनिक गैसोलीन इंजनों में एक गुणांक होता है उपयोगी क्रिया 28-30% पर, और टर्बोचार्ज्ड डीजल इंजन 32-35% के भीतर।

स्टर्लिंग इंजन के आधुनिक उदाहरण, जैसे कि अमेरिकी कंपनी मैकेनिकल टेक्नोलॉजी इंक द्वारा निर्मित, 43.5% तक की दक्षता प्रदर्शित करते हैं। और गर्मी प्रतिरोधी सिरेमिक और इसी तरह के उत्पादन के विकास के साथ नवीन सामग्रीकामकाजी माहौल के तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि करना और 60% की दक्षता हासिल करना संभव होगा।

ऑटोमोबाइल स्टर्लिंग के सफल कार्यान्वयन के उदाहरण

तमाम कठिनाइयों के बावजूद, कई ज्ञात कुशल स्टर्लिंग इंजन मॉडल हैं जो ऑटोमोटिव उद्योग पर लागू होते हैं।

कार में स्थापना के लिए उपयुक्त स्टर्लिंग में रुचि 20वीं सदी के 50 के दशक में दिखाई दी। इस दिशा में फोर्ड मोटर कंपनी, वोक्सवैगन समूह और अन्य जैसी कंपनियों द्वारा काम किया गया था।

यूनाइटेड स्टर्लिंग कंपनी (स्वीडन) ने स्टर्लिंग विकसित किया, जिसने ऑटोमेकर्स (क्रैंकशाफ्ट, कनेक्टिंग रॉड्स) द्वारा उत्पादित सीरियल घटकों और असेंबली का अधिकतम उपयोग किया। परिणामी चार-सिलेंडर वी-इंजन का विशिष्ट वजन 2.4 किलोग्राम/किलोवाट था, जो एक कॉम्पैक्ट डीजल इंजन की विशेषताओं के बराबर है। यह इकाईसात टन कार्गो वैन के लिए बिजली संयंत्र के रूप में इसका सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया।

सफल नमूनों में से एक नीदरलैंड में निर्मित चार-सिलेंडर स्टर्लिंग इंजन है, मॉडल "फिलिप्स 4-125DA", जिसका उद्देश्य यात्री कार में स्थापना करना है। इंजन की कार्यशील शक्ति 173 hp थी। साथ। क्लासिक के समान आकार में गैसोलीन इकाई.

जनरल मोटर्स के इंजीनियरों ने 70 के दशक में एक मानक क्रैंक तंत्र के साथ आठ-सिलेंडर (4 कार्यशील और 4 संपीड़न सिलेंडर) वी-आकार के स्टर्लिंग इंजन का निर्माण करके महत्वपूर्ण परिणाम प्राप्त किए।

1972 में एक समान बिजली संयंत्र फोर्ड टोरिनो कारों की एक सीमित श्रृंखला से सुसज्जित, जिसकी ईंधन खपत क्लासिक गैसोलीन वी-आकार आठ की तुलना में 25% कम हो गई है।

वर्तमान में, ऑटोमोटिव उद्योग की जरूरतों के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए इसे अनुकूलित करने के लिए पचास से अधिक विदेशी कंपनियां स्टर्लिंग इंजन के डिजाइन में सुधार करने के लिए काम कर रही हैं। और यदि इस प्रकार के इंजन के नुकसान को खत्म करना संभव है, साथ ही साथ इसके फायदे भी बनाए रखना संभव है, तो यह स्टर्लिंग होगा, न कि टर्बाइन और इलेक्ट्रिक मोटर, जो गैसोलीन आंतरिक दहन इंजन की जगह लेगा।

मैं लंबे समय से इस संसाधन पर कारीगरों को देख रहा हूं, और जब लेख सामने आया तो मैं इसे स्वयं बनाना चाहता था। लेकिन, हमेशा की तरह, समय नहीं था और मैंने यह विचार टाल दिया।
लेकिन फिर आख़िरकार मैंने अपना डिप्लोमा पास कर लिया, सैन्य विभाग से स्नातक की उपाधि प्राप्त की और अब समय आ गया था।
मुझे ऐसा लगता है कि ऐसा इंजन बनाना फ्लैश ड्राइव की तुलना में बहुत आसान है :)

सबसे पहले, मैं इस साइट के गुरु से पश्चाताप करना चाहता हूं कि 20 साल का एक व्यक्ति ऐसी बकवास कर रहा है, लेकिन मैं बस इसे बनाना चाहता था और इस इच्छा को समझाने के लिए कुछ भी नहीं है, मुझे उम्मीद है कि मेरा अगला कदम एक फ्लैश होगा गाड़ी चलाना।
तो हमें चाहिए:
1 इच्छा.
2 तीन टिन के डिब्बे.
3 तांबे का तार(मुझे 2 मिमी का क्रॉस सेक्शन मिला)।
4 पेपर (समाचार पत्र या कार्यालय पेपर, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता) [गीत।
5 स्टेशनरी गोंद (पीवीए)।
6 सुपर गोंद (साइजानोपैन या उसी भावना में कोई अन्य)।
7 रबर का दस्ताना या गुब्बारा।
विद्युत तारों के लिए 8 टर्मिनल 3 पीसी।
9 वाइन स्टॉपर 1 पीसी।
10 कुछ मछली पकड़ने की रेखा।
स्वाद के लिए 11 उपकरण।

1- पहला बैंक; 2- दूसरा; 3- तीसरा; 3-तीसरे जार का ढक्कन; 4- झिल्ली; 5- विस्थापक; 6- विद्युत तारों का टर्मिनल; 7- क्रैंकशाफ्ट; 8- टिन भाग:) 9- कनेक्टिंग रॉड; 10- कॉर्क; 11- डिस्क; 12 पंक्ति.
आइए तीनों डिब्बों के ढक्कन काटकर शुरुआत करें। मैंने इसे घरेलू ड्रेमेल के साथ किया, सबसे पहले मैं एक घेरे में छेद करने और कैंची से काटने के लिए एक सूए का उपयोग करना चाहता था, लेकिन मुझे चमत्कारिक मशीन याद आ गई।
सच कहूँ तो, यह बहुत अच्छा नहीं बना और मैंने गलती से एक डिब्बे की दीवार में छेद कर दिया, इसलिए यह कार्यक्षमताअब उपयुक्त नहीं था (लेकिन मेरे पास दो और थे और मैंने उन्हें अधिक सावधानी से बनाया)।


आगे हमें एक जार की आवश्यकता है जो एक फॉर्म के रूप में काम करेगा विस्थापक(5).
चूँकि सोमवार को बाज़ार बंद थे और आस-पास के सभी ऑटो स्टोर भी बंद थे, और मैं एक इंजन बनाना चाहता था, इसलिए मैंने मूल डिज़ाइन को बदलने और स्टील वूल के बजाय कागज से डिसप्लेसर बनाने की स्वतंत्रता ली।
ऐसा करने के लिए, मुझे मछली के भोजन का एक जार मिला जो मेरे लिए सबसे उपयुक्त आकार का था। मैंने इस तथ्य के आधार पर आकार चुना कि सोडा कैन का व्यास 53 मिमी था, इसलिए मैं 48-51 मिमी की तलाश में था ताकि जब मैं कागज को सांचे पर लपेटूं, तो दीवार के बीच लगभग 1-2 मिमी की दूरी हो। वायु मार्ग के लिए कैन और डिसप्लेसर (5)। (मैंने पहले जार को टेप से ढक दिया था ताकि गोंद चिपक न जाए)।


इसके बाद, मैंने A4 शीट की एक पट्टी को 70 मिमी पर चिह्नित किया, और बाकी को 50 मिमी की स्ट्रिप्स में काट दिया (जैसा कि लेख में है)। ईमानदारी से कहूं तो, मुझे याद नहीं है कि मैंने इनमें से कितनी स्ट्रिप्स पर घाव किया है, लेकिन इसे 4-5 होने दें (स्ट्रिप्स 50 मिमी x 290 मिमी, मैंने आंखों से परतों की संख्या तय की, ताकि जब गोंद सेट हो, तो डिसप्लेसर न हो) कोमल)। प्रत्येक परत को पीवीए गोंद से लेपित किया गया था।


फिर मैंने कागज की 6 परतों से डिसप्लेसर कवर बनाए (मैंने सब कुछ चिपकाया और दबाया भी)। गोल हैंडलबचे हुए गोंद और हवा के बुलबुले को निचोड़ने के लिए) जब मैंने सभी परतों को चिपका दिया, तो मैंने उन्हें किताबों के साथ शीर्ष पर दबा दिया ताकि वे झुकें नहीं।

मैंने कैन के निचले हिस्से (2) को काटने के लिए कैंची का भी उपयोग किया, जो बरकरार था, लगभग 10 मिमी की दूरी पर, क्योंकि विस्थापक शीर्ष छेद से नहीं गुजरा था। ये हमारा होगा कार्यक्षमता.
अंत में यही हुआ (मैंने तुरंत जार का ढक्कन नहीं काटा (3), लेकिन मोमबत्ती को वहां रखने के लिए मुझे अभी भी ऐसा करना होगा)।


फिर, नीचे से लगभग 60 मिमी की दूरी पर, मैंने उस जार (3) को काट दिया जो अभी भी मेरे पास ढक्कन के साथ था। यह तल हमारी सेवा करेगा फ़ायरबॉक्स.


फिर मैंने दूसरे जार (1) के निचले हिस्से को ढक्कन काटकर काट दिया, वह भी 10 मिमी (नीचे से) की दूरी पर। और यह सब एक साथ रख दें.


आगे, मुझे ऐसा लगा कि अगर मैं ढक्कन के बजाय काम करने वाले सिलेंडर (2) की झिल्ली (4) पर एक छोटी वस्तु चिपका दूं, तो डिज़ाइन में सुधार होगा, इसलिए मैंने कागज से ऐसा नमूना काट दिया। आधार 15x15 मिमी वर्ग है और "कान" प्रत्येक 10 मिमी हैं। और मैंने नमूने से एक भाग (8) काट दिया।


फिर मैंने टर्मिनलों (6) में 2.1 या 2.5 मिमी (इससे कोई फर्क नहीं पड़ता) के व्यास के साथ छेद ड्रिल किया, जिसके बाद मैंने एक तार लिया (2 मिमी के क्रॉस-सेक्शन के साथ) और 150 मिमी मापा, यह होगा हमारा " क्रैंकशाफ्ट" (7)। और उसने इसे निम्नलिखित आयामों में मोड़ दिया: विस्थापित कोहनी की ऊंचाई (5) - 20 मिमी, झिल्ली कोहनी की ऊंचाई (4) - 5 मिमी। उनके बीच 90 डिग्री होना चाहिए (कोई फर्क नहीं पड़ता) किस दिशा में)। सबसे पहले टर्मिनलों को जगह पर लगाया। इसके अलावा मैंने वॉशर भी बनाए और उन्हें गोंद से जोड़ दिया ताकि टर्मिनल क्रैंकशाफ्ट पर न लटकें।
इसे तुरंत सीधा और सटीक आकार में बनाना संभव नहीं था, लेकिन मैंने इसे फिर से बनाया (बल्कि अपने मन की शांति के लिए)।


फिर मैंने फिर से तार (2 मिमी) लिया और एक टुकड़ा काट दिया, लगभग 200 मिमी, यह झिल्ली (4) की कनेक्टिंग रॉड (9) होगी, इसके माध्यम से भाग (8) को पिरोया और इसे मोड़ दिया (दिखाया जाएगा) .
मैंने एक कैन (1) (जिसमें थोड़ा छेद था) लिया और उसमें ऊपर से 30 मिमी की दूरी पर "क्रैंकशाफ्ट" (7) के लिए छेद कर दिया (लेकिन यह महत्वपूर्ण नहीं है)। और उसने देखने वाली खिड़की को कैंची से काट दिया।


फिर, जब डिसप्लेसर सिलेंडर (5) सूख गया और पूरी तरह से चिपक गया, तो मैंने उसमें कैप चिपकाना शुरू कर दिया। जब मैंने ढक्कनों को चिपकाया, तो मछली पकड़ने की रेखा (12) जोड़ने के लिए मैंने उसमें लगभग आधा मिलीमीटर का एक तार पिरोया।


इसके बाद, मैंने डिस्क (11) को क्रैंकशाफ्ट से जोड़ने के लिए लकड़ी के हैंडल से एक एक्सल (10) बनाया, लेकिन मैं वाइन स्टॉपर का उपयोग करने की सलाह देता हूं।
और अब सबसे कठिन हिस्सा (जहां तक ​​मेरी बात है) मैंने मेडिकल दस्तानों से एक झिल्ली (4) काट दी और उसी टुकड़े (8) को उसके बीच में चिपका दिया। मैंने झिल्ली को काम कर रहे सिलेंडर (2) पर रखा और इसे किनारे पर एक धागे से बांध दिया, और जब मैंने अतिरिक्त हिस्सों को काटना शुरू किया, तो झिल्ली धागे के नीचे से रेंगने लगी (हालाँकि मैंने झिल्ली को नहीं खींचा) ) और जब यह पूरी तरह से कट गया, तो मैंने इसे कसना शुरू किया और झिल्ली पूरी तरह से उड़ गई।
मैंने सुपर गोंद लिया और कैन के सिरे को चिपका दिया, और फिर नई तैयार झिल्ली को चिपका दिया, इसे सख्ती से केंद्र में रखा, इसे पकड़ लिया और गोंद के सख्त होने का इंतजार किया। फिर उसने इसे फिर से दबाया, लेकिन इस बार एक इलास्टिक बैंड के साथ, किनारों को काट दिया, इलास्टिक को हटा दिया और इसे फिर से (बाहर से) चिपका दिया।
उस पल यही हुआ






इसके बाद, मैंने सुई से झिल्ली (4) और भाग (8) में छेद किया और उनमें मछली पकड़ने की रेखा (12) पिरोई (जो आसान भी नहीं था)।
खैर, जब मैंने सब कुछ एक साथ रखा, तो यही हुआ:


मैं तुरंत स्वीकार करूंगा कि पहले तो इंजन ने काम नहीं किया; इससे भी अधिक, मुझे ऐसा लगा कि यह बिल्कुल भी काम नहीं करेगा, क्योंकि मुझे इसे (एक जलती हुई मोमबत्ती के साथ) मैन्युअल रूप से और काफी जोर से चालू करना पड़ा बल का (स्वयं घूमने वाले इंजन के लिए)। मैं पूरी तरह से लंगड़ा हो गया था और कागज से डिसप्लेसर बनाने, गलत डिब्बे लेने, कनेक्टिंग रॉड (9) या डिसप्लेसर लाइन (5) की लंबाई में गलती करने के लिए खुद को डांटने लगा। लेकिन एक घंटे की पीड़ा और निराशा के बाद, मेरी मोमबत्ती (जो अंदर थी) एल्यूमीनियम आवास) और मैंने नए साल से बचा हुआ एक (फोटो में हरा वाला) ले लिया, यह बहुत अधिक जल गया और, देखो और देखो, मैं इसे शुरू करने में सक्षम था।
निष्कर्ष
1 डिसप्लेसर किस चीज से बना है, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता, जैसा कि मैंने एक साइट पर पढ़ा था, "यह हल्का और गैर-गर्मी-संचालन वाला होना चाहिए।"
2 कनेक्टिंग रॉड की लंबाई (9) और डिसप्लेसर (5) की लाइन (12) की लंबाई बदलने से कोई फर्क नहीं पड़ता, जैसा कि मैंने एक साइट पर पढ़ा है "मुख्य बात यह है कि डिसप्लेसर हिट नहीं करता है ऑपरेशन के दौरान कार्य कक्ष के ऊपर या नीचे, "इसलिए मैंने इसे लगभग बीच में सेट किया। और शांत (ठंडी) अवस्था में झिल्ली समतल होनी चाहिए, न कि नीचे या ऊपर की ओर खिंची हुई।
वीडियो
इंजन के चलने का वीडियो. मैंने 4 डिस्क स्थापित कीं, उनका उपयोग फ्लाईव्हील के रूप में किया जाता है। शुरू करते समय, मैं डिसप्लेसर को ऊपरी स्थिति में उठाने की कोशिश करता हूं, क्योंकि मुझे अभी भी डर है कि यह ज़्यादा गरम हो जाएगा। इसे इस प्रकार घूमना चाहिए: पहले विस्थापक ऊपर उठता है, और फिर झिल्ली उसके पीछे उठती है, विस्थापक नीचे जाता है, और झिल्ली उसके पीछे नीचे जाती है।

पुनश्च: शायद अगर आप इसे संतुलित करेंगे तो यह तेजी से घूमेगा, लेकिन मेरे लिए एक त्वरित समाधानमैं इसे संतुलित नहीं कर सका :)

पानी ठंडा करने वाला वीडियो. यह ऑपरेशन में ज्यादा मदद नहीं करता है, और जैसा कि आप देख सकते हैं, यह वास्तव में अपने घूर्णन को तेज नहीं करता है, लेकिन इस तरह के शीतलन के साथ आप इंजन के ज़्यादा गरम होने की चिंता किए बिना लंबे समय तक उसकी प्रशंसा कर सकते हैं।

और यहां मेरे प्रोटोटाइप (बड़े आकार) का एक अनुमानित चित्र है:
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
जिस किसी को भी मूल (कम्पास वी 12) की आवश्यकता है, वह इसे डाकघर में भेज सकता है।

शायद आप मुझसे पूछेंगे कि आखिर इसकी जरूरत क्यों है और मैं जवाब दूंगा. हमारे स्टीमपंक में हर चीज़ की तरह, यह मुख्य रूप से आत्मा के लिए है।
कृपया मुझ पर ज़्यादा दबाव न डालें, यह मेरा पहला प्रकाशन है।

इसने अन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों का स्थान ले लिया है, हालाँकि, इन इकाइयों के उपयोग को समाप्त करने के उद्देश्य से किया गया कार्य अग्रणी पदों में आसन्न परिवर्तन का सुझाव देता है।

तकनीकी प्रगति की शुरुआत के बाद से, जब आंतरिक रूप से ईंधन जलाने वाले इंजनों का उपयोग शुरू ही हुआ था, उनकी श्रेष्ठता स्पष्ट नहीं थी। भाप का इंजनएक प्रतियोगी के रूप में, इसमें बहुत सारे फायदे हैं: कर्षण मापदंडों के साथ, यह मूक, सर्वाहारी, नियंत्रित करने और कॉन्फ़िगर करने में आसान है। लेकिन हल्कापन, विश्वसनीयता और दक्षता ने आंतरिक दहन इंजन को भाप लेने की अनुमति दी।

आज पारिस्थितिकी, दक्षता और सुरक्षा के मुद्दे सबसे आगे हैं। यह इंजीनियरों को नवीकरणीय ईंधन स्रोतों द्वारा संचालित उत्पादन इकाइयों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए मजबूर करता है। 16वीं शताब्दी में, रॉबर्ट स्टर्लिंग ने बाहरी ताप स्रोतों द्वारा संचालित एक इंजन पंजीकृत किया। इंजीनियरों का मानना ​​है कि यह इकाई आधुनिक नेता की जगह लेने में सक्षम है। स्टर्लिंग इंजन दक्षता, विश्वसनीयता को जोड़ता है, किसी भी ईंधन पर चुपचाप चलता है, यह उत्पाद को ऑटोमोटिव बाजार में एक खिलाड़ी बनाता है।

रॉबर्ट स्टर्लिंग (1790-1878):

स्टर्लिंग इंजन का इतिहास

प्रारंभ में, इंस्टॉलेशन को भाप द्वारा संचालित मशीन को बदलने के लिए विकसित किया गया था। भाप तंत्र के बॉयलर अधिक होने पर फट गए स्वीकार्य मानकदबाव। इस दृष्टिकोण से, स्टर्लिंग अधिक सुरक्षित है; यह तापमान अंतर का उपयोग करके संचालित होता है।

स्टर्लिंग इंजन के संचालन का सिद्धांत उस पदार्थ से बारी-बारी से गर्मी की आपूर्ति करना या निकालना है जिस पर काम किया जा रहा है। पदार्थ स्वयं एक बंद आयतन में घिरा हुआ है। कार्यशील पदार्थ की भूमिका गैसों या तरल पदार्थों द्वारा निभाई जाती है। ऐसे पदार्थ हैं जो दो घटकों के रूप में कार्य करते हैं; गैस को तरल में परिवर्तित किया जाता है और इसके विपरीत। स्टर्लिंग लिक्विड पिस्टन इंजन आकार में छोटा, शक्तिशाली और उच्च दबाव पैदा करता है।

ठंडा करने या गर्म करने के दौरान गैस की मात्रा में क्रमशः कमी और वृद्धि की पुष्टि थर्मोडायनामिक्स के नियम द्वारा की जाती है, जिसके अनुसार सभी घटक: हीटिंग की डिग्री, पदार्थ द्वारा कब्जा किए गए स्थान की मात्रा, प्रति इकाई क्षेत्र पर कार्य करने वाला बल सूत्र द्वारा संबंधित और वर्णित हैं:

पी*वी=एन*आर*टी

• पी इंजन में प्रति इकाई क्षेत्र में गैस का बल है;
• वी - इंजन स्थान में गैस द्वारा व्याप्त मात्रात्मक मूल्य;
• एन - इंजन में गैस की दाढ़ मात्रा;
• आर - गैस स्थिरांक;
• टी - इंजन के में गैस हीटिंग की डिग्री,

स्टर्लिंग इंजन मॉडल:

प्रतिष्ठानों की स्पष्टता के कारण, इंजनों को विभाजित किया गया है: ठोस ईंधन, तरल ईंधन, सौर ऊर्जा, रासायनिक प्रतिक्रियाऔर अन्य प्रकार के ताप।

चक्र

स्टर्लिंग बाह्य दहन इंजन घटनाओं के समान सेट का उपयोग करता है। तंत्र में चल रही क्रिया का प्रभाव अधिक होता है। इसके लिए धन्यवाद, सामान्य आयामों के भीतर अच्छे प्रदर्शन के साथ एक इंजन डिजाइन करना संभव है।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि तंत्र के डिज़ाइन में एक हीटर, एक रेफ्रिजरेटर और एक पुनर्योजी शामिल है, एक उपकरण जो पदार्थ से गर्मी निकालता है और सही समय पर गर्मी लौटाता है।

आदर्श स्टर्लिंग चक्र (तापमान-आयतन आरेख):

आदर्श वृत्ताकार घटनाएँ:

• 1-2 स्थिर तापमान वाले पदार्थ के रैखिक आयामों में परिवर्तन;
• 2-3 पदार्थ से हीट एक्सचेंजर तक गर्मी हटाना, पदार्थ द्वारा लगातार कब्जा किया जाने वाला स्थान;
• 3-4 पदार्थ द्वारा घेरे गए स्थान की जबरन कमी, तापमान स्थिर रहता है, गर्मी को कूलर में स्थानांतरित किया जाता है;
• 4-1 किसी पदार्थ के तापमान में जबरन वृद्धि, व्याप्त स्थान स्थिर है, हीट एक्सचेंजर से गर्मी की आपूर्ति की जाती है।

आदर्श स्टर्लिंग चक्र (दबाव-आयतन आरेख):

पदार्थ की गणना (मोल) से:

ऊष्मा इनपुट:

कूलर द्वारा प्राप्त ऊष्मा:

हीट एक्सचेंजर गर्मी प्राप्त करता है (प्रक्रिया 2-3), हीट एक्सचेंजर गर्मी देता है (प्रक्रिया 4-1):

आर - सार्वभौमिक गैस स्थिरांक;

सीवी एक आदर्श गैस की निरंतर मात्रा में व्याप्त स्थान के साथ गर्मी बनाए रखने की क्षमता है।

पुनर्योजी के उपयोग के कारण, गर्मी का एक हिस्सा तंत्र की ऊर्जा के रूप में बना रहता है, जो गुजरती हुई गोलाकार घटनाओं के दौरान नहीं बदलता है। रेफ्रिजरेटर को कम गर्मी प्राप्त होती है, इसलिए हीट एक्सचेंजर हीटर से गर्मी बचाता है। इससे स्थापना की दक्षता बढ़ जाती है.

परिपत्र घटना दक्षता:

ɳ =

यह उल्लेखनीय है कि हीट एक्सचेंजर के बिना, स्टर्लिंग प्रक्रियाओं का एक सेट संभव है, लेकिन इसकी दक्षता काफी कम होगी। प्रक्रियाओं के एक सेट से पीछे की ओर गुजरने से शीतलन तंत्र का विवरण प्राप्त होता है। इस मामले में, एक पुनर्योजी की उपस्थिति एक शर्त है, क्योंकि (3-2) के पारित होने के दौरान पदार्थ को कूलर से गर्म करना असंभव है, जिसका तापमान बहुत कम है। हीटर (1-4) में गर्मी स्थानांतरित करना भी असंभव है, जिसका तापमान अधिक है।

इंजन संचालन सिद्धांत

यह समझने के लिए कि स्टर्लिंग इंजन कैसे काम करता है, आइए इकाई की घटना की संरचना और आवृत्ति को समझें। तंत्र उत्पाद के बाहर स्थित हीटर से प्राप्त गर्मी को शरीर पर लगने वाले बल में परिवर्तित करता है। पूरी प्रक्रिया एक बंद सर्किट में स्थित कार्यशील पदार्थ में तापमान के अंतर के कारण होती है।

तंत्र के संचालन का सिद्धांत गर्मी के कारण विस्तार पर आधारित है। विस्तार से तुरंत पहले, बंद लूप में पदार्थ को गर्म किया जाता है। तदनुसार, संपीड़ित करने से पहले पदार्थ को ठंडा किया जाता है। सिलेंडर स्वयं (1) पानी के जैकेट (3) में ढका हुआ है, और नीचे तक गर्मी की आपूर्ति की जाती है। काम करने वाले पिस्टन (4) को एक आस्तीन में रखा जाता है और छल्ले से सील कर दिया जाता है। पिस्टन और तली के बीच एक विस्थापन तंत्र (2) होता है, जिसमें महत्वपूर्ण अंतराल होते हैं और स्वतंत्र रूप से चलते हैं। पदार्थ, एक बंद लूप में स्थित, विस्थापक के कारण पूरे कक्ष आयतन में घूमता रहता है। पदार्थ की गति दो दिशाओं में सीमित है: पिस्टन के नीचे, सिलेंडर के नीचे। विस्थापक की गति एक रॉड (5) द्वारा प्रदान की जाती है, जो पिस्टन से होकर गुजरती है और पिस्टन ड्राइव की तुलना में 90° की देरी से एक सनकी के कारण संचालित होती है।

• पद "ए":

पिस्टन सबसे निचली स्थिति में स्थित होता है, पदार्थ को दीवारों द्वारा ठंडा किया जाता है।

• पद "बी":

विस्थापक ऊपरी स्थान पर रहता है, गति करता है, पदार्थ को अंतिम खाँचों से नीचे तक पहुँचाता है, और स्वयं को ठंडा करता है। पिस्टन गतिहीन रहता है.

• पद "सी":

पदार्थ ऊष्मा प्राप्त करता है, ऊष्मा के प्रभाव में इसका आयतन बढ़ता है और पिस्टन के साथ विस्तारक को ऊपर की ओर उठाता है। काम पूरा हो जाता है, जिसके बाद विस्थापक नीचे तक डूब जाता है, पदार्थ को बाहर निकालता है और ठंडा करता है।

• पद "डी":

पिस्टन नीचे जाता है, ठंडे पदार्थ को संपीड़ित करता है और उपयोगी कार्य करता है। फ्लाईव्हील डिज़ाइन में ऊर्जा संचयकर्ता के रूप में कार्य करता है।

विचारित मॉडल में पुनर्योजी नहीं है, इसलिए तंत्र की दक्षता अधिक नहीं है। काम पूरा होने के बाद पदार्थ की गर्मी को दीवारों का उपयोग करके शीतलक में स्थानांतरित किया जाता है। तापमान को आवश्यक मात्रा में कम होने का समय नहीं मिलता है, इसलिए शीतलन का समय लम्बा हो जाता है और मोटर की गति कम हो जाती है।

इंजनों के प्रकार

संरचनात्मक रूप से, स्टर्लिंग सिद्धांत का उपयोग करने वाले कई विकल्प हैं, मुख्य प्रकारों पर विचार किया जाता है:

डिज़ाइन विभिन्न सर्किटों में रखे गए दो अलग-अलग पिस्टन का उपयोग करता है। पहले सर्किट का उपयोग हीटिंग के लिए किया जाता है, दूसरे सर्किट का उपयोग ठंडा करने के लिए किया जाता है। तदनुसार, प्रत्येक पिस्टन का अपना पुनर्योजी (गर्म और ठंडा) होता है। डिवाइस का पावर-टू-वॉल्यूम अनुपात अच्छा है। नुकसान यह है कि गर्म पुनर्योजी का तापमान डिज़ाइन संबंधी कठिनाइयाँ पैदा करता है।

• इंजन "बीटा - स्टर्लिंग":

डिज़ाइन एकल बंद लूप का उपयोग करता है अलग-अलग तापमानसिरों पर (ठंडा, गर्म)। एक विस्थापक के साथ एक पिस्टन गुहा में स्थित है। विस्थापित स्थान को ठंडे और गर्म क्षेत्र में विभाजित करता है। ठंड और गर्मी का आदान-प्रदान हीट एक्सचेंजर के माध्यम से किसी पदार्थ को पंप करने से होता है। संरचनात्मक रूप से, हीट एक्सचेंजर दो संस्करणों में बनाया जाता है: बाहरी, एक विस्थापक के साथ संयुक्त।

• इंजन "γ - स्टर्लिंग":

पिस्टन तंत्र में दो बंद सर्किट का उपयोग शामिल है: ठंडा और एक विस्थापक के साथ। ठंडे पिस्टन से बिजली निकाल ली जाती है। डिसप्लेसर वाला पिस्टन एक तरफ गर्म और दूसरी तरफ ठंडा होता है। हीट एक्सचेंजर संरचना के अंदर और बाहर दोनों जगह स्थित है।

कुछ बिजली संयंत्रोंमुख्य प्रकार के इंजनों के समान नहीं हैं:

• रोटरी स्टर्लिंग इंजन.

संरचनात्मक रूप से, आविष्कार में एक शाफ्ट पर दो रोटर हैं। यह भाग एक बंद बेलनाकार स्थान में घूर्णी गति करता है। चक्र के कार्यान्वयन के लिए एक सहक्रियात्मक दृष्टिकोण निर्धारित किया गया है। शरीर में रेडियल स्लॉट होते हैं। एक निश्चित प्रोफ़ाइल वाले ब्लेडों को अवकाशों में डाला जाता है। प्लेटें रोटर पर रखी जाती हैं और तंत्र के घूमने पर धुरी के साथ घूम सकती हैं। सभी विवरण उनमें घटित होने वाली घटनाओं के साथ बदलती मात्राएँ बनाते हैं। विभिन्न रोटरों के वॉल्यूम चैनलों का उपयोग करके जुड़े हुए हैं। चैनलों का स्थान एक दूसरे से 90° स्थानांतरित हो गया है। एक दूसरे के सापेक्ष रोटरों की शिफ्ट 180° है।

• थर्मोकॉस्टिक स्टर्लिंग इंजन।

इंजन प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए ध्वनिक अनुनाद का उपयोग करता है। यह सिद्धांत गर्म और ठंडी गुहा के बीच पदार्थ की गति पर आधारित है। सर्किट गतिशील भागों की संख्या, प्राप्त शक्ति को हटाने और अनुनाद बनाए रखने में कठिनाई को कम करता है। डिज़ाइन फ्री-पिस्टन प्रकार के इंजन को संदर्भित करता है।

DIY स्टर्लिंग इंजन

आज, अक्सर किसी ऑनलाइन स्टोर में आप संबंधित इंजन के आकार में बनी स्मृति चिन्ह पा सकते हैं। संरचनात्मक और तकनीकी रूप से, तंत्र काफी सरल हैं; यदि वांछित है, तो उपलब्ध सामग्रियों से स्टर्लिंग इंजन आसानी से अपने हाथों से बनाया जा सकता है। आप इंटरनेट पर बड़ी मात्रा में सामग्री पा सकते हैं: इस विषय पर वीडियो, चित्र, गणना और अन्य जानकारी।

निम्न तापमान स्टर्लिंग इंजन:

• आइए तरंग इंजन के सबसे सरल संस्करण पर विचार करें, जिसके लिए आपको एक टिन कैन, नरम पॉलीयुरेथेन फोम, एक डिस्क, बोल्ट और पेपर क्लिप की आवश्यकता होगी। ये सभी सामग्रियां घर पर आसानी से मिल जाती हैं, बस निम्नलिखित कार्य करना बाकी है:
• नरम पॉलीयूरेथेन फोम लें, व्यास में दो मिलीमीटर छोटा काट लें आंतरिक व्यास टिन का डब्बाघेरा। फोम की ऊंचाई कैन की आधी ऊंचाई से दो मिलीमीटर अधिक है। फोम रबर इंजन में डिसप्लेसर की भूमिका निभाता है;
• जार का ढक्कन लें, बीच में दो मिलीमीटर व्यास का एक छेद करें। छेद में एक खोखली रॉड मिलाएं, जो इंजन कनेक्टिंग रॉड के लिए एक गाइड के रूप में काम करेगी;
• फोम से काटा गया एक सर्कल लें, सर्कल के बीच में एक स्क्रू डालें और इसे दोनों तरफ से लॉक करें। वॉशर में एक पूर्व-सीधा पेपर क्लिप मिलाएं;
• केंद्र से दो सेंटीमीटर व्यास में तीन मिलीमीटर एक छेद ड्रिल करें, ढक्कन के केंद्रीय छेद के माध्यम से विस्थापक को पास करें, ढक्कन को जार में मिला दें;
• टिन से डेढ़ सेंटीमीटर व्यास वाला एक छोटा सिलेंडर बनाएं, इसे कैन के ढक्कन में मिलाएं ताकि ढक्कन का साइड छेद स्पष्ट रूप से इंजन सिलेंडर के अंदर केंद्रित हो;
• एक पेपर क्लिप से इंजन क्रैंकशाफ्ट बनाएं। गणना इस तरह से की जाती है कि घुटनों के बीच का अंतर 90° हो;
• इंजन क्रैंकशाफ्ट के लिए एक स्टैंड बनाएं। पॉलीथीन फिल्म से एक लोचदार झिल्ली बनाएं, फिल्म को सिलेंडर पर रखें, इसे धक्का दें, इसे ठीक करें;

• अपना खुद का इंजन कनेक्टिंग रॉड बनाएं, सीधे किए गए उत्पाद के एक छोर को एक सर्कल के आकार में मोड़ें, दूसरे छोर को इरेज़र के एक टुकड़े में डालें। लंबाई को इस तरह से समायोजित किया जाता है कि शाफ्ट के सबसे निचले बिंदु पर झिल्ली पीछे हट जाती है, और उच्चतम बिंदु पर झिल्ली को जितना संभव हो उतना बढ़ाया जाता है। उसी सिद्धांत का उपयोग करके अन्य कनेक्टिंग रॉड को समायोजित करें;
• इंजन कनेक्टिंग रॉड को रबर की नोक से झिल्ली से चिपका दें। कनेक्टिंग रॉड को रबर टिप के बिना डिसप्लेसर से बांधें;
• डिस्क फ्लाईव्हील को इंजन क्रैंक तंत्र पर रखें। जार से पैर जोड़ें ताकि उत्पाद आपके हाथों में न फंसे। पैरों की ऊंचाई आपको जार के नीचे एक मोमबत्ती रखने की अनुमति देती है।

घर पर स्टर्लिंग इंजन बनाना संभव होने के बाद, इंजन चालू किया जाता है। ऐसा करने के लिए, जार के नीचे एक जलती हुई मोमबत्ती रखें और जार गर्म होने के बाद, फ्लाईव्हील को धक्का दें।

दृश्य सहायता के रूप में, विचारित इंस्टॉलेशन विकल्प को घर पर जल्दी से इकट्ठा किया जा सकता है। यदि आप एक लक्ष्य निर्धारित करते हैं और स्टर्लिंग इंजन को फैक्ट्री समकक्षों के जितना करीब संभव बनाना चाहते हैं, तो सभी भागों के चित्र निःशुल्क उपलब्ध हैं। चरण दर चरण निष्पादनप्रत्येक नोड आपको व्यावसायिक संस्करणों से भी बदतर एक कामकाजी लेआउट बनाने की अनुमति देगा।

लाभ

स्टर्लिंग इंजन के निम्नलिखित फायदे हैं:

• इंजन को चलाने के लिए, तापमान में अंतर आवश्यक है; कौन सा ईंधन हीटिंग का कारण बनता है, यह महत्वपूर्ण नहीं है;
• अनुलग्नकों का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं है सहायक उपकरण, इंजन का डिज़ाइन सरल और विश्वसनीय है;
• इसकी डिज़ाइन विशेषताओं के कारण, इंजन का जीवन 100,000 घंटे का संचालन है;
• इंजन संचालन से बाहरी शोर पैदा नहीं होता है, क्योंकि कोई विस्फोट नहीं होता है;
• इंजन संचालन प्रक्रिया अपशिष्ट पदार्थों के उत्सर्जन के साथ नहीं होती है;
• इंजन का संचालन न्यूनतम कंपन के साथ होता है;
• इंस्टॉलेशन के सिलेंडरों में प्रक्रियाएं पर्यावरण के अनुकूल हैं। सही ताप स्रोत का उपयोग करने से आपका इंजन साफ़ रहेगा।

कमियां

स्टर्लिंग इंजन के नुकसानों में शामिल हैं:

• बड़े पैमाने पर उत्पादन स्थापित करना कठिन है, क्योंकि इंजन के डिज़ाइन के लिए उपयोग की आवश्यकता होती है बड़ी मात्रासामग्री;
• इंजन का उच्च वजन और बड़े आयाम, क्योंकि प्रभावी शीतलन के लिए एक बड़े रेडिएटर का उपयोग करना आवश्यक है;
• दक्षता बढ़ाने के लिए इंजन को बूस्ट किया जाता है जटिल पदार्थ(हाइड्रोजन, हीलियम), जो इकाई के संचालन को खतरनाक बनाता है;
• स्टील मिश्र धातुओं का उच्च तापमान प्रतिरोध और उनकी तापीय चालकता इंजन निर्माण प्रक्रिया को जटिल बनाती है। हीट एक्सचेंजर में महत्वपूर्ण गर्मी के नुकसान से इकाई की दक्षता कम हो जाती है, और विशिष्ट सामग्रियों का उपयोग इंजन के निर्माण को महंगा बना देता है;
• इंजन को एक मोड से दूसरे मोड में समायोजित और स्विच करने के लिए, विशेष नियंत्रण उपकरणों का उपयोग किया जाना चाहिए।

प्रयोग

स्टर्लिंग इंजन ने अपनी जगह बना ली है और इसका सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है जहां आकार और सर्वाहारीता एक महत्वपूर्ण मानदंड हैं:

• स्टर्लिंग इंजन-विद्युत जनरेटर।

ऊष्मा को परिवर्तित करने की क्रियाविधि विद्युतीय ऊर्जा. अक्सर ऐसे उत्पाद होते हैं जिनका उपयोग पोर्टेबल पर्यटक जनरेटर, सौर ऊर्जा के उपयोग के लिए इंस्टॉलेशन के रूप में किया जाता है।

• इंजन एक पंप (इलेक्ट्रिक्स) की तरह है।

मोटर का उपयोग किसी सर्किट में इंस्टालेशन के लिए किया जाता है तापन प्रणाली, विद्युत ऊर्जा पर बचत।

• इंजन एक पंप (हीटर) की तरह है।

गर्म जलवायु वाले देशों में, इंजन का उपयोग स्पेस हीटर के रूप में किया जाता है।

पनडुब्बी पर स्टर्लिंग इंजन:

• इंजन एक पंप (कूलर) की तरह है।

लगभग सभी रेफ्रिजरेटर अपने डिज़ाइन में हीट पंप का उपयोग करते हैं; स्टर्लिंग इंजन स्थापित करने से संसाधनों की बचत होती है।

• इंजन एक पंप की तरह है, जो अल्ट्रा-लो डिग्री हीटिंग पैदा करता है।

इस उपकरण का उपयोग रेफ्रिजरेटर के रूप में किया जाता है। ऐसा करने के लिए, प्रक्रिया विपरीत दिशा में शुरू की जाती है। इकाइयाँ सटीक तंत्र में गैस को द्रवीकृत करती हैं और मापने वाले तत्वों को ठंडा करती हैं।

• पानी के नीचे उपकरण के लिए इंजन.

स्वीडन और जापान की पनडुब्बियां इंजन से चलती हैं।

सौर स्थापना के रूप में स्टर्लिंग इंजन:

• इंजन एक ऊर्जा संचायक की तरह है।

ऐसी इकाइयों में ईंधन, पिघला हुआ नमक और इंजन का उपयोग ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है। मोटर का ऊर्जा भंडार रासायनिक तत्वों से आगे है।

• सौर इंजन.

सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है। इस मामले में पदार्थ हाइड्रोजन या हीलियम है। इंजन को परवलयिक एंटीना का उपयोग करके बनाई गई सौर ऊर्जा की अधिकतम सांद्रता के केंद्र बिंदु पर रखा गया है।

बेशक, आप स्टर्लिंग इंजन के सुंदर फ़ैक्टरी मॉडल खरीद सकते हैं, जैसे कि इसमें चीनी ऑनलाइन स्टोर. हालाँकि, कभी-कभी आप खुद को बनाना चाहते हैं और कोई चीज़ बनाना चाहते हैं, यहां तक ​​कि तात्कालिक साधनों से भी। हमारी वेबसाइट पर इन मोटरों के निर्माण के लिए पहले से ही कई विकल्प मौजूद हैं, और इस प्रकाशन में, पूरा देखें सरल विकल्पघर पर बनाया गया.

नीचे 3 DIY विकल्प देखें।

लोकप्रिय मांग पर दिमित्री पेट्राकोव को फिल्माया गया चरण दर चरण निर्देशइसके आकार और गर्मी की खपत के सापेक्ष एक शक्तिशाली स्टर्लिंग इंजन को असेंबल करने के लिए। यह मॉडल उन सामग्रियों का उपयोग करता है जो हर दर्शक के लिए सुलभ और व्यापक हैं; कोई भी उन्हें प्राप्त कर सकता है। लेखक ने इस डिज़ाइन के स्टर्लिंग के साथ काम करने के कई वर्षों के अनुभव के आधार पर इस वीडियो में प्रस्तुत सभी आकारों का चयन किया है, और इस विशेष नमूने के लिए वे इष्टतम हैं।

यह मॉडल उन सामग्रियों का उपयोग करता है जो हर दर्शक के लिए सुलभ और व्यापक हैं, जिसकी बदौलत कोई भी उन्हें प्राप्त कर सकता है। इस वीडियो में प्रस्तुत सभी आकार इस डिज़ाइन के स्टर्लिंग के साथ काम करने के कई वर्षों के अनुभव के आधार पर चुने गए थे, और इस विशेष नमूने के लिए वे इष्टतम हैं।

भाव, बोध और व्यवस्था के साथ.

लोड (पानी पंप) के साथ संचालन में स्टर्लिंग मोटर।

कार्यशील प्रोटोटाइप के रूप में असेंबल किया गया जल पंप, स्टर्लिंग इंजन के साथ मिलकर काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पंप की ख़ासियत उसके काम को करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की थोड़ी मात्रा में निहित है: यह डिज़ाइन इंजन के गतिशील आंतरिक कार्यशील मात्रा का केवल एक छोटा सा हिस्सा उपयोग करता है, और इस प्रकार इसके प्रदर्शन पर न्यूनतम प्रभाव पड़ता है।

टिन के डिब्बे से स्टर्लिंग मोटर

इसे बनाने के लिए, आपको उपलब्ध सामग्रियों की आवश्यकता होगी: डिब्बाबंद भोजन का एक डिब्बा, फोम रबर का एक छोटा टुकड़ा, एक सीडी, दो बोल्ट और पेपर क्लिप।

फोम रबर स्टर्लिंग मोटर्स के निर्माण में उपयोग की जाने वाली सबसे आम सामग्रियों में से एक है। इंजन डिसप्लेसर इससे बनाया जाता है। हमने अपने फोम रबर के एक टुकड़े से एक सर्कल काट दिया, इसका व्यास कैन के आंतरिक व्यास से दो मिलीमीटर कम कर दिया, और इसकी ऊंचाई इसके आधे से थोड़ी अधिक कर दी।

हम कवर के केंद्र में एक छेद ड्रिल करते हैं जिसमें हम कनेक्टिंग रॉड डालेंगे। कनेक्टिंग रॉड की सुचारू गति सुनिश्चित करने के लिए, हम एक पेपर क्लिप से एक सर्पिल बनाते हैं और इसे कवर में मिलाते हैं।

हम फोम रबर के फोम सर्कल को बीच में एक स्क्रू से छेदते हैं और इसे ऊपर वॉशर से और नीचे वॉशर और नट से सुरक्षित करते हैं। इसके बाद हम पहले इसे सीधा करके सोल्डरिंग करके पेपर क्लिप का एक टुकड़ा जोड़ते हैं।

अब हम डिसप्लेसर को ढक्कन में पहले से बने छेद में चिपका देते हैं और ढक्कन और जार को एक साथ मिला देते हैं। हम पेपरक्लिप के अंत में एक छोटा लूप बनाते हैं, और ढक्कन में एक और छेद ड्रिल करते हैं, लेकिन पहले से थोड़ा बड़ा।

हम सोल्डरिंग का उपयोग करके टिन से एक सिलेंडर बनाते हैं।

हम सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करके तैयार सिलेंडर को कैन से जोड़ते हैं, ताकि सोल्डरिंग साइट पर कोई गैप न रह जाए।

हम एक पेपर क्लिप से क्रैंकशाफ्ट बनाते हैं। घुटनों के बीच की दूरी 90 डिग्री होनी चाहिए। ऊंचाई में जो घुटना सिलेंडर के ऊपर होगा वह दूसरे से 1-2 मिमी बड़ा है।

हम शाफ्ट के लिए स्टैंड बनाने के लिए पेपर क्लिप का उपयोग करते हैं। हम एक झिल्ली बनाते हैं। ऐसा करने के लिए, हम सिलेंडर लगाते हैं प्लास्टिक की फिल्म, इसे थोड़ा अंदर की ओर धकेलें और धागे से सिलेंडर में सुरक्षित कर दें।

हम कनेक्टिंग रॉड बनाते हैं जिसे एक पेपर क्लिप से झिल्ली से जोड़ना होगा और इसे रबर के एक टुकड़े में डालना होगा। कनेक्टिंग रॉड की लंबाई ऐसी बनाई जानी चाहिए कि शाफ्ट के निचले मृत केंद्र पर झिल्ली सिलेंडर के अंदर खींची जाए, और उच्चतम पर, इसके विपरीत, इसे बढ़ाया जाए। हम दूसरी कनेक्टिंग रॉड को भी इसी तरह स्थापित करते हैं।

हम कनेक्टिंग रॉड को रबर के साथ झिल्ली से चिपकाते हैं, और दूसरे को डिसप्लेसर से जोड़ते हैं।

हम पेपर क्लिप पैरों को कैन से जोड़ने और फ्लाईव्हील को क्रैंक से जोड़ने के लिए सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, आप एक सीडी का उपयोग कर सकते हैं।

घर पर बनाया गया स्टर्लिंग इंजन। अब जो कुछ बचा है वह जार के नीचे गर्मी लाना है - एक मोमबत्ती जलाना। और कुछ सेकंड के बाद फ्लाईव्हील को एक धक्का दें।

सरल स्टर्लिंग इंजन कैसे बनाएं (फ़ोटो और वीडियो के साथ)

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आइए एक स्टर्लिंग इंजन बनाएं।

स्टर्लिंग इंजन एक ऊष्मा इंजन है जो विभिन्न तापमानों पर हवा या अन्य गैस (कार्यशील तरल पदार्थ) को चक्रीय रूप से संपीड़ित और विस्तारित करके संचालित होता है ताकि थर्मल ऊर्जा का यांत्रिक कार्य में शुद्ध रूपांतरण हो। अधिक विशेष रूप से, स्टर्लिंग इंजन एक पुनर्योजी थर्मल इंजन है बंद लूपलगातार गैसीय कार्यशील तरल पदार्थ के साथ।

स्टर्लिंग इंजन की तुलना में अधिक दक्षता होती है भाप इंजिनऔर 50% दक्षता तक पहुंच सकता है। वे चुपचाप काम करने में भी सक्षम हैं और लगभग किसी भी ताप स्रोत का उपयोग कर सकते हैं। थर्मल ऊर्जा स्रोत स्टर्लिंग इंजन में आंतरिक दहन के बजाय बाहरी रूप से उत्पन्न होता है जैसा कि ओटो चक्र या डीजल चक्र इंजन के मामले में होता है।

स्टर्लिंग इंजन के साथ संगत हैं वैकल्पिक और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत, क्योंकिकीमतें बढ़ने पर वे और अधिक महत्वपूर्ण हो सकते हैं पारंपरिक प्रकारईंधन, और तेल भंडार की कमी जैसी समस्याओं के आलोक में जलवायु का परिवर्तन.

इस प्रोजेक्ट में हम आपको देंगे सरल निर्देशएक बहुत ही सरल बनाने के लिए इंजन DIY एक टेस्ट ट्यूब और सिरिंज का उपयोग करके स्टर्लिंग .

सरल स्टर्लिंग इंजन कैसे बनाएं - वीडियो

स्टर्लिंग मोटर बनाने के लिए घटक और चरण

1 टुकड़ा दृढ़ लकड़ीया प्लाईवुड

यह आपके इंजन का आधार है. इस प्रकार, यह इंजन की गतिविधियों से निपटने के लिए पर्याप्त कठोर होना चाहिए। फिर चित्र में दिखाए अनुसार तीन छोटे छेद करें। आप प्लाईवुड, लकड़ी आदि का भी उपयोग कर सकते हैं।

2. संगमरमर या कांच की गेंदें

स्टर्लिंग इंजन में ये गेंदें एक महत्वपूर्ण कार्य करती हैं। इस परियोजना में, संगमरमर गर्म हवा के विस्थापक के रूप में कार्य करता है गर्म पक्षटेस्ट ट्यूब ठंडी तरफ। जब संगमरमर विस्थापित हो जाता है गरम हवा, यह ठंडा हो रहा है।

3. लाठी और पेंच

बिना किसी रुकावट के किसी भी दिशा में स्वतंत्र गति के लिए टेस्ट ट्यूब को आरामदायक स्थिति में रखने के लिए पिन और स्क्रू का उपयोग किया जाता है।

4. रबर के टुकड़े

एक इरेज़र खरीदें और इसे निम्नलिखित आकृतियों में काटें। इसका उपयोग टेस्ट ट्यूब को सुरक्षित रूप से पकड़ने और उसकी सील बनाए रखने के लिए किया जाता है। ट्यूब के मुहाने पर कोई रिसाव नहीं होना चाहिए। अगर यही स्थिति रही तो प्रोजेक्ट सफल नहीं हो पायेगा.

5. सिरिंज

सिरिंज सबसे महत्वपूर्ण और गतिशील भागों में से एक है सरल इंजनस्टर्लिंग. सिरिंज के अंदर कुछ चिकनाई जोड़ें ताकि प्लंजर बैरल के अंदर स्वतंत्र रूप से घूम सके। जैसे ही हवा टेस्ट ट्यूब के अंदर फैलती है, यह पिस्टन को नीचे धकेलती है। परिणामस्वरूप, सिरिंज बैरल ऊपर की ओर बढ़ता है। उसी समय, मार्बल टेस्ट ट्यूब के गर्म हिस्से की ओर लुढ़कता है और गर्म हवा को विस्थापित कर देता है और उसे ठंडा कर देता है (आयतन कम कर देता है)।

6. टेस्ट ट्यूब टेस्ट ट्यूब एक साधारण स्टर्लिंग इंजन का सबसे महत्वपूर्ण और कार्यशील घटक है। टेस्ट ट्यूब एक निश्चित प्रकार के ग्लास (जैसे बोरोसिलिकेट ग्लास) से बना होता है जो अत्यधिक गर्मी प्रतिरोधी होता है। इसलिए इसे उच्च तापमान तक गर्म किया जा सकता है।

स्टर्लिंग इंजन कैसे काम करता है?

कुछ लोग कहते हैं कि स्टर्लिंग इंजन सरल हैं। यदि यह सच है, तो भौतिकी के महान समीकरणों (उदाहरण के लिए E = mc2) की तरह, वे सरल हैं: सतह पर सरल, लेकिन समृद्ध, अधिक जटिल और संभावित रूप से बहुत भ्रमित करने वाले जब तक आप उन्हें महसूस नहीं करते। मुझे लगता है कि स्टर्लिंग इंजनों को जटिल मानना ​​अधिक सुरक्षित है: कई बहुत खराब यूट्यूब वीडियो दिखाते हैं कि कैसे उन्हें बहुत ही अधूरे और असंतोषजनक तरीके से आसानी से "समझाया" जा सकता है।

मेरी राय में, आप केवल स्टर्लिंग इंजन को बनाकर या यह देखकर नहीं समझ सकते कि यह बाहर से कैसे काम करता है: आपको इसके चरणों के चक्र के बारे में गंभीरता से सोचने की ज़रूरत है, अंदर गैस का क्या होता है, और यह कैसे भिन्न होता है एक पारंपरिक भाप इंजन में क्या होता है उससे।

इंजन को संचालित करने के लिए गैस चैम्बर के गर्म और ठंडे भागों के बीच तापमान अंतर की आवश्यकता होती है। ऐसे मॉडल बनाए गए हैं जो केवल 4 डिग्री सेल्सियस के तापमान अंतर के साथ काम कर सकते हैं, हालांकि फैक्ट्री इंजन संभवतः कई सौ डिग्री के अंतर के साथ काम करेंगे। ये इंजन आंतरिक दहन इंजन का सबसे कुशल रूप बन सकते हैं।

स्टर्लिंग इंजन और संकेंद्रित सौर ऊर्जा

स्टर्लिंग इंजन तापीय ऊर्जा को गति में परिवर्तित करने की एक साफ-सुथरी विधि प्रदान करते हैं जो जनरेटर चला सकती है। सबसे आम डिज़ाइन मोटर को परवलयिक दर्पण के केंद्र में रखना है। ट्रैकिंग डिवाइस पर एक दर्पण लगाया जाएगा ताकि सूर्य की किरणें इंजन पर केंद्रित रहें।

* रिसीवर के रूप में स्टर्लिंग इंजन

आपने अपने स्कूल के दिनों में उत्तल लेंस से खेला होगा। कागज के एक टुकड़े या माचिस को जलाने के लिए सौर ऊर्जा को केंद्रित करना, क्या मैं सही हूँ? दिन-ब-दिन नई-नई तकनीकें विकसित हो रही हैं। केंद्रित सौर थर्मल ऊर्जाइन दिनों अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित कर रहा है।

ऊपर एक साधारण टेस्ट ट्यूब मोटर का एक छोटा वीडियो है जिसमें ग्लास मोतियों को डिसप्लेसर के रूप में और ग्लास सिरिंज को फोर्स पिस्टन के रूप में उपयोग किया जाता है।

यह सरल स्टर्लिंग इंजन उन सामग्रियों से बनाया गया था जो अधिकांश स्कूल विज्ञान प्रयोगशालाओं में उपलब्ध हैं और इसका उपयोग एक साधारण ताप इंजन को प्रदर्शित करने के लिए किया जा सकता है।

प्रति चक्र दबाव-आयतन आरेख

प्रक्रिया 1 → 2 परखनली के गर्म सिरे पर कार्यशील गैस का विस्तार, गर्मी को गैस में स्थानांतरित किया जाता है, और गैस फैलती है, मात्रा बढ़ती है और सिरिंज प्लंजर को ऊपर की ओर धकेलती है।

प्रक्रिया 2 → 3 जैसे ही मार्बल टेस्ट ट्यूब के गर्म सिरे की ओर बढ़ता है, गैस टेस्ट ट्यूब के गर्म सिरे से ठंडे सिरे की ओर धकेल दी जाती है, और जैसे ही गैस चलती है, यह गर्मी को टेस्ट ट्यूब की दीवार में स्थानांतरित कर देती है।

प्रक्रिया 3 → 4 कार्यशील गैस से गर्मी हटा दी जाती है और आयतन कम हो जाता है, सिरिंज पिस्टन नीचे चला जाता है।

प्रक्रिया 4 → 1 चक्र पूरा करता है। कार्यशील गैस टेस्ट ट्यूब के ठंडे सिरे से गर्म सिरे की ओर बढ़ती है क्योंकि मार्बल्स इसे विस्थापित करते हैं, जैसे ही यह चलता है टेस्ट ट्यूब की दीवार से गर्मी प्राप्त होती है, जिससे गैस का दबाव बढ़ जाता है।