Stirling motor fanı kendin yap. Hangi Stirling motoru maksimum verimlilik için en iyi tasarıma sahiptir? DIY Stirling motoru

Stirling motoru termal enerjiyle çalışabilen bir motordur. Bu durumda ısının kaynağı kesinlikle önemli değildir. Önemli olan sıcaklık farkının olmasıdır, bu durumda bu motor çalışacaktır. Yazar, bir kutu Coca-Cola'dan böyle bir motorun modelini nasıl yapacağını buldu.

Açık son aşama Kapak resimde gösterildiği gibi kesilmelidir. Bu, yer değiştirici telin kapağın kenarlarına yapışmaması için yapılır. Bu tür işler için yardımcı makaslar uygundur.

Sonuç olarak, pamuk yününün bir tarafında pamuk yününden çıkmayacak şekilde telden bir spiral oluşturmak gerekir, diğer tarafta telden bir ilmek yapılır. Daha sonra bu ilmeğe bir olta bağlanır ve bu daha sonra diyaframın ortasından çekilir. Vulkanize kauçuk kabın ortasında olmalıdır.

Son aşamada tüm mekanizma bir araya getirilir.

Modern otomotiv endüstrisi, temel olmadan, bir gelişme düzeyine ulaştı. bilimsel araştırma geleneksel içten yanmalı motorların tasarımında dramatik gelişmeler elde etmek neredeyse imkansızdır. Bu durum tasarımcıları dikkat etmeye zorluyor. alternatif enerji santrali tasarımları. Bazı mühendislik merkezleri çabalarını hibrit ve seri üretime uyarlamaya odakladı. elektrik modelleri diğer otomobil üreticileri yenilenebilir kaynaklarla (örneğin kolza yağı içeren biyodizel) çalışan motorların geliştirilmesine yatırım yapıyor. Gelecekte yeni standart tahrik sistemi haline gelebilecek başka güç ünitesi projeleri de var. Araç.

Geleceğin otomobilleri için olası mekanik enerji kaynakları arasında, 19. yüzyılın ortalarında Scot Robert Stirling tarafından termal genleşme makinesi olarak icat edilen dıştan yanmalı motor yer alıyor.

Çalışma planı

Stirling motoru dışarıdan sağlanan termal enerjiyi faydalı enerjiye dönüştürür. mekanik iş pahasına çalışma sıvısının 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 iter. Sıcak hava girer üst parça Bir radyatör tarafından soğutulan motor. Çalışma sıvısının basıncı azaltılır, 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 piston ile silindire ısı sağlanır ve soğuk silindir, soğutma ısı eşanjöründe bulunur.

Stirling modifikasyonu "Beta"

Pistonun bulunduğu silindirin bir tarafı ısıtılır, diğer tarafı soğutulur. Çalışma gazının hacmini değiştirmek için tasarlanmış bir güç pistonu ve bir yer değiştirici silindirin içinde hareket eder. Soğutulan çalışma maddesinin motorun sıcak boşluğuna geri dönüş hareketi rejeneratör tarafından gerçekleştirilir.

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 gazın sirkülasyonuna yönelik rejeneratör, her iki silindir için de ortak olabilir veya yer değiştiricinin tasarımına dahil edilebilir.

Stirling motorunun avantajları

Çoğu dıştan yanmalı motor gibi, Stirling de doğuştan gelen bir motordur. çoklu yakıt: Motor, buna neden olan sebeplerden bağımsız olarak sıcaklık farkıyla çalışır.

İlginç gerçek! Bir keresinde yirmi yakıt seçeneğiyle çalışan bir kurulum gösterildi. Motor durdurulmadan harici yanma odasına benzin verildi, dizel yakıt, metan, ham petrol ve sebze yağı- güç ünitesi istikrarlı bir şekilde çalışmaya devam etti.

Motor var tasarımın basitliği ve gerektirmez ek sistemler 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 olabilecek hiçbir işlem yoktur. olumsuz etki Açık çevre. Uygun bir ısı kaynağı (örneğin güneş enerjisi) seçilerek Stirling kesinlikle Çevre dostu güç ünitesi.

Stirling tasarımının dezavantajları

Tüm olumlu özelliklere rağmen, Stirling motorlarının anında kitlesel kullanımı aşağıdaki nedenlerden dolayı imkansızdır: aşağıdaki nedenler:

Asıl sorun yapının malzeme tüketiminde yatmaktadır. Çalışma sıvısının soğutulması, kurulumun boyutunu ve metal tüketimini önemli ölçüde artıran büyük hacimli radyatörlerin varlığını 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 hem de kullanıcı güvenliği alanında ciddi soruları gündeme getiriyor.

Önemli bir operasyonel sorun, metallerin termal iletkenliği ve sıcaklık direnci konularıyla 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 basınç. 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.

Stirling motor modelinde şaft 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:

• verimsiz soğutma sıvısı (çalışma sıvısı) seçenekleri, sınırlama Maksimum sıcaklıkısıtma;
• parçaların sürtünmesinden ve motor mahfazasının ısıl iletkenliğinden kaynaklanan enerji kayıpları;
• yüksek basınca dayanıklı yapısal malzemelerin eksikliği.

Mühendislik çözümleri güç ünitesinin tasarımını sürekli olarak geliştirmiştir. Yani 20. yüzyılın ikinci yarısında dört silindirli bir otomobil Eşkenar dörtgen tahrikli Stirling motoru testlerde %35'e eşit verimlilik gösterdi 55 ° C sıcaklığa sahip bir su soğutucu üzerinde. Tasarımın dikkatli bir şekilde incelenmesi, yeni malzemelerin kullanımı ve çalışma birimlerinin ince ayarı, deney numunelerinin verimliliğinin% 39 olmasını sağlamıştır.

Not! Benzer güce sahip modern benzinli motorların bir katsayısı vardır yararlı eylem%28-30 düzeyinde, turboşarjlı dizellerde ise %32-35 düzeyinde.

Amerikan şirketi Mechanical Technology Inc. tarafından üretilen Stirling motorunun modern örnekleri, %43,5'e varan verimlilik göstermektedir. Isıya dayanıklı seramik ve benzeri üretimin gelişmesiyle birlikte yenilikçi malzemelerçalışma ortamının sıcaklığını önemli ölçüde artırmak ve %60'lık bir verim elde etmek mümkün olacaktır.

Otomotiv Stirlings'in başarılı uygulama örnekleri

Tüm zorluklara rağmen Stirling motorunun otomotiv endüstrisine uygulanabilir pek çok uygulanabilir modeli bulunmaktadır.

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

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

Başarılı örneklerden biri, bir binek araca monte edilmek üzere tasarlanan, Hollanda'da üretilen dört silindirli Stirling motoru, Philips 4-125DA modelidir. Motorun çalışma gücü 173 litreydi. İle. klasiklere benzer boyutlarda benzin ünitesi.

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'deki benzer 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. Ve bu tip bir motorun eksikliklerini ortadan kaldırırken aynı zamanda avantajlarını korumak mümkünse, o zaman benzinli içten yanmalı motorların yerini alacak olan türbinler ve elektrik motorları değil Stirling'dir.

Uzun zamandır bu kaynaktaki ustaları izliyorum ve yazı çıktığında bunu kendim yapmak istedim. Ama her zamanki gibi vakit yoktu ve bu fikri erteledim.
Ama sonunda diplomamı geçtim, askeri bölümden mezun oldum ve zamanı geldi.
Bana öyle geliyor ki böyle bir motor yapmak flash sürücüden çok daha kolay :)

Öncelikle bu sitenin gurularına tövbe etmek istiyorum ki 20'li yaşlarındaki bir insan böyle saçmalıklar yapıyor ama ben sadece bunu yapmak istedim ve bu arzunun açıklanacak hiçbir şeyi yok, umarım bir sonraki adımım yine de olur flaş sürücü.
Yani, ihtiyacimiz var:
1 Dilek.
2 Üç teneke kutu.
3 Bakır kablo(2 mm'lik bir bölüm buldum).
4 Kağıt (gazete veya ofis farketmez).
5 Kırtasiye tutkalı (PVA).
6 Süper yapıştırıcı (CYJANOPAN veya aynı damardaki herhangi bir başka).
7 Lastik eldiven veya balon.
8 Kablolama terminalleri 3 adet.
9 Şarap tıpası 1 adet.
10 Bir miktar olta.
11 Tatmak için araçlar.

1- birinci banka; 2 saniye; 3-üçüncü; Üçüncü kavanozun 3 kapağı; 4 - membran; 5 - yer değiştirici; 6 - kablo terminali; 7- krank mili; 8- kalay detayı :) 9- biyel; 10 - mantar; 11- disk; 12- olta.
İki kutudan oluşan üç kutunun da kapaklarını keserek başlayalım. Ev yapımı bir dremel ile yaptım, ilk başta bir daireye bir baykuşla delikler açmak ve makasla kesmek istedim ama mucize cihazı hatırladım.
Dürüst olmak gerekirse pek hoş olmadı ve kazara kutulardan birinin duvarında bir delik açtım. çalışma kapasitesi artık iyi değildi (ama iki tane daha vardı ve onları daha doğru bir şekilde yaptım).


Daha sonra form görevi görecek bir kavanoza ihtiyacımız var. yer değiştirici(5).
Pazartesi günü çarşılar çalışmadığından ve yakındaki tüm otomobil mağazaları kapalı olduğundan, ancak bir motor yapmak istediğimden, orijinal tasarımı değiştirmeye ve çelik yünden değil kağıttan bir yer değiştirici yapmaya kendime izin verdim.
Bunu yapmak için boyutu bana en uygun olan bir kavanoz balık yemi buldum. Gazoz kutusunun çapının 53 mm olmasına dayanarak boyutu seçtim, bu yüzden 48-51 mm arıyordum, böylece kağıdı formun etrafına sardığımda, soda kutusunun duvarı arasında yaklaşık 1-2 mm mesafe elde ediyorum. havanın geçmesi için kutuyu ve yer değiştiriciyi (5) kullanın. (Tutkalın yapışmaması için kavanozu önceden bantla yapıştırdım).


Daha sonra, bir A4 kağıdı şeridini 70 mm'ye kadar işaretledim ve geri kalanını 50 mm'lik şeritler halinde kestim (makalede olduğu gibi). Dürüst olmak gerekirse, bu türden kaç şerit sardığımı hatırlamıyorum, peki, 4-5 olsun (şeritler 50 mm x 290 mm, katman sayısını gözle yaptım, böylece tutkal sertleştiğinde yer değiştirici yumuşak olmaz) ). Her katman PVA tutkalı ile yağlandı.


Daha sonra 6 kat kağıttan yer değiştirici kapaklar yaptım (ayrıca her şeyi yapıştırdım ve bastırdım) yuvarlak kalem tutkal kalıntılarını ve hava kabarcıklarını sıkmak için) tüm katmanları yapıştırdığımda bükülmemeleri için üstlerine kitaplarla bastırdım.

Ayrıca yer değiştirici üst delikten geçmediği için kutunun (2) sağlam olan tabanını da yaklaşık 10 mm mesafeden makasla kestim. Bu bizim olacak çalışma kapasitesi.
Sonunda olan buydu (kavanozun (3) kapağını hemen kesmedim, ama yine de oraya bir mum koymak için yapılması gerekiyor).


Ayrıca alttan yaklaşık 60 mm mesafede, hala kapaklı olan kavanozu (3) da kestim. Bu dip bize hizmet edecek fırın.


Daha sonra ikinci kavanozun (1) tabanını yine 10 mm mesafede (alttan) kesilmiş bir kapakla kesti. Ve hepsini bir araya getirin.


Ayrıca bana, çalışma silindirinin (2) membranına (4) kapak yerine daha küçük bir nesne yapıştırılırsa tasarım gelişecek gibi geldi ve böyle bir örneği kağıttan kestim. Tabanda 15x15 mm'lik bir kare ve her biri 10 mm'lik "kulaklar" bulunur. Ve örnekten (8) bir detayı kestim.


Daha sonra terminallere (6) 2,1 veya 2,5 mm çapında (önemli değil) delikler açtım, ardından 150 mm ölçülerinde bir tel (2 mm kesitli) aldım, bu bizim olacak " krank mili"(7). Ve onu şu boyutlarda büktü: yer değiştirici dizin yüksekliği (5) -20 mm, membran dizinin yüksekliği (4) -5 mm. Aralarında 90 derece olmalıdır (hangi yönde olursa olsun). Terminalleri önceden yerlerine koyuyorum.Ayrıca terminallerin krank miline sarkmaması için pullar yapıp tutkalla yapıştırdım.
Hemen ve tam olarak boyut olarak işe yaramadı, ancak tekrar yeniden yaptım (daha ziyade kendi iç rahatlığım için).


Sonra tekrar teli (2mm) aldım ve yaklaşık 200 mm'lik bir parça kestim, bu membranın (4) biyel kolu (9) olacak, parçayı (8) içinden geçirdim ve büktüm (gösterilecek) .
Bir kavanoz (1) (biraz delikli olanı) aldım ve içine üstten 30 mm mesafede “krank mili” (7) için delikler açtım (ama önemli değil). Ve gözetleme penceresini makasla kesin.


Daha sonra deplasman silindiri (5) kuruyup tamamen yapıştırıldığında kapakları ona yapıştırmaya başladım. Kapakları yapıştırdığımda misinayı (12) tutturmak için içinden yaklaşık yarım milimetrelik bir tel geçirdim.


Daha sonra, diskleri (11) krank miline bağlamak için tahta bir saptan bir aks (10) oydum, ancak şarap mantarı kullanmanızı tavsiye ederim.
Ve şimdi en zor kısım (bana gelince) Medikal eldivenlerden membranı (4) kesip aynı detayı (8) ortasına yapıştırdım. Membranı çalışma silindirinin (2) üzerine yerleştirdim ve bir ip ile bağladım ve fazla parçaları kesmeye başladığımda, membran ipliğin altından dışarı çıkmaya başladı (membranı çekmememe rağmen) ve ne zaman tamamen kesildi, çekmeye başladım ve zar tamamen uçtu.
Süper yapıştırıcı aldım ve kutunun ucunu yapıştırdım ve daha sonra yeni hazırlanmış membranı tam olarak ortasına yerleştirerek yapıştırdım, tuttum ve yapıştırıcının sertleşmesini bekledim. Sonra tekrar bastırdı ama bu sefer elastik bantla kenarlarını kesti, elastik bandı çıkarıp tekrar (dışarıdan) yapıştırdı.
İşte o sırada yaşananlar






Daha sonra membranda (4) ve detayda (8) bir iğne ile bir delik açtım ve bunlara bir olta (12) geçirdim (bu da kolay olmadı).
Her şeyi bir araya getirdiğimde şöyle oldu:


İlk başta motorun çalışmadığını hemen itiraf ediyorum, hatta bana hiç çalışmayacakmış gibi geldi, çünkü onu (yanan bir mumla) manuel olarak ve oldukça fazla (bir şey için olduğu gibi) çevirmek zorunda kaldım. kendi kendine dönen motor) çabası. Tamamen gevşektim ve kağıttan bir yer değiştirici yaptığım, yanlış kutuları aldığım, biyel kolunun (9) veya yer değiştirici hattının (5) uzunluğunda bir hata yaptığım için kendimi azarlamaya başladım. Ancak bir saatlik işkence ve hayal kırıklığından sonra mumum tamamen yandı (içindeki alüminyum gövde) ve geri kalanını Yeni Yıl'dan aldım (fotoğrafta yeşil olan), ÇOK daha güçlü yandı ve işte, onu başlatmayı başardım.
SONUÇLAR
1 Yer değiştiricinin neyden yapıldığı önemli değil, sitelerden birinde "hafif olmalı ve ısıyı iletmemeli" diye okudum.
2 Biyel kolunun (9) uzunluğunun ve yer değiştiricinin (5) hattının (12) uzunluğunun değiştirilmesi önemli değil, sitelerden birinde okuduğum gibi “asıl mesele, yer değiştiricinin yere çarpmamasıdır. çalışma sırasında çalışma odasının üst veya alt kısmı”, bu yüzden yaklaşık olarak ortaya ayarladım. Ve sakin (soğuk) durumdaki zar eşit olmalı ve aşağı veya yukarıya doğru gerilmemelidir.
Video
Motorun çalışmasını gösteren video. 4 disk koydum, volan olarak kullanılıyorlar. Başlarken, aşırı ısınmamasından hâlâ korktuğum için yer değiştiriciyi üst konuma kaldırmaya çalışıyorum. Şu şekilde dönmelidir: Önce yer değiştirici yükselir, ardından zar onun arkasında yükselir, yer değiştirici aşağı iner ve zar onun arkasına düşer.

Not: Belki dengelerseniz daha hızlı döner, ama ben aceleyle Dengeyi sağlayamadım :)

Su soğutmalı video. Çalışmaya pek yardımcı olmuyor ve gördüğünüz gibi dönüşünü gerçekten hızlandırmıyor, ancak böyle bir soğutmayla motor, aşırı ısınma korkusu olmadan daha uzun süre hayranlıkla izlenebilir.

Ve işte prototipimin yaklaşık bir çizimi (büyük boy):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Orijinaline kimin ihtiyacı olacak (KOMPAS V 12) Postaneye gönderebilirim.

Belki bana neden buna ihtiyaç duyulduğunu sorarsınız, ben de cevaplayacağım. Steampunk'taki her şey gibi, çoğunlukla ruh için.
Lütfen fazla sert olmayın, bu benim ilk mesajım.

Diğer türdeki enerji santrallerinin yerini aldı, ancak bu birimlerin kullanımından vazgeçmeye yönelik çalışmalar, lider konumlarda yakın bir değişikliğin olduğunu gösteriyor.

Teknolojik ilerlemenin başlangıcından itibaren, yakıtı içeriden yakan motorların kullanımı henüz yeni başladığında, üstünlükleri belirgin değildi. Buhar motoru Bir rakip olarak birçok avantaja sahiptir: çekiş parametrelerinin yanı sıra sessizdir, her şeyi yiyebilir, kontrol edilmesi ve yapılandırılması kolaydır. Ancak hafiflik, güvenilirlik ve verimlilik, içten yanmalı motorun buharı devralmasına izin verdi.

Günümüzde ekoloji, ekonomi ve güvenlik konuları ön plandadır. Bu, mühendisleri güçlerini yenilenebilir yakıt kaynaklarıyla çalışan seri ünitelere yöneltmeye zorluyor. On dokuzuncu yüzyılın 16. yılında Robert Stirling, harici ısı kaynaklarıyla çalışan bir motorun tescilini yaptı. Mühendisler bu birimin modern lideri değiştirebileceğine inanıyor. Stirling motoru verimliliği, güvenilirliği birleştirir, her türlü yakıtla sessizce çalışır, bu da ürünü otomotiv pazarında bir oyuncu haline getirir.

Robert Stirling (1790-1878):

Stirling motor geçmişi

Başlangıçta kurulum, buharla çalışan makinenin değiştirilmesi amacıyla geliştirildi. Buhar mekanizmalarının kazanları aşıldığında patladı izin verilen normlar basınç. Bu açıdan bakıldığında Stirling çok daha güvenlidir ve sıcaklık farkı kullanarak çalışır.

Stirling motorunun çalışma prensibi, üzerinde çalışılan maddeden dönüşümlü olarak ısı sağlamak veya uzaklaştırmaktır. Maddenin kendisi kapalı bir hacim içerisinde yer almaktadır. Çalışma maddesinin rolü gazlar veya sıvılar tarafından gerçekleştirilir. İki bileşenin rolünü üstlenen maddeler vardır; gaz sıvıya dönüştürülür ve bunun tersi de geçerlidir. Sıvı pistonlu Stirling motoru şu özelliklere sahiptir: küçük boyutlar, güçlü, yüksek basınç üretir.

Sırasıyla soğutma veya ısıtma sırasında gaz hacmindeki azalma ve artış, termodinamik yasası ile doğrulanır; buna göre tüm bileşenler: ısıtma derecesi, maddenin kapladığı alan miktarı, birim alan başına etki eden kuvvet , ilişkilidir ve aşağıdaki formülle tanımlanır:

P*V=n*R*T

• P, motordaki gazın birim alan başına kuvvetidir;
• V, motor bölmesindeki gazın kapladığı niceliksel değerdir;
• n, motordaki gazın molar miktarıdır;
• R gaz sabitidir;
• T, K motorundaki gaz ısıtma derecesidir,

Stirling motor modeli:

Tesisatların iddiasızlığı nedeniyle motorlar şu şekilde ayrılır: katı yakıt, sıvı yakıt, güneş enerjisi, Kimyasal reaksiyon ve diğer ısıtma türleri.

Döngü

Stirling'in dıştan yanmalı motoru aynı adı taşıyan bir dizi olguyu kullanır. Mekanizmada devam eden eylemin etkisi yüksektir. Bu sayede normal boyutlarda iyi özelliklere sahip bir motor tasarlamak mümkündür.

Mekanizmanın tasarımının bir ısıtıcı, bir buzdolabı ve bir rejeneratör, maddeden ısıyı uzaklaştırmak ve ısıyı doğru zamanda geri döndürmek için bir cihaz sağladığı dikkate alınmalıdır.

İdeal Stirling çevrimi ("sıcaklık-hacim" diyagramı):

İdeal dairesel fenomen:

• 1-2 Sabit sıcaklıktaki bir maddenin doğrusal boyutlarındaki değişim;
• 2-3 Maddeden ısı eşanjörüne ısının uzaklaştırılması, maddenin kapladığı alanın sabit olması;
• 3-4 Maddenin kapladığı alanın zorla azaltılması, sıcaklık sabittir, ısı soğutucuya aktarılır;
• 4-1 Maddenin sıcaklığının zorla arttırılması, kaplanan alanın sabit olması, ısının ısı eşanjöründen sağlanması.

İdeal Stirling çevrimi (basınç-hacim diyagramı):

Bir maddenin hesaplanmasından (mol):

Isı girişi:

Soğutucunun aldığı ısı:

Isı eşanjörü ısı alır (işlem 2-3), ısı eşanjörü ısı verir (işlem 4-1):

R – Evrensel gaz sabiti;

CV - ideal bir gazın kapladığı sabit miktarda alanla ısıyı tutma yeteneği.

Bir rejeneratörün kullanılması nedeniyle, ısının bir kısmı, döngüsel olaylar sırasında değişmeyen mekanizmanın enerjisi olarak kalır. Buzdolabı daha az ısı alır, böylece ısı eşanjörü ısıtıcının ısısından tasarruf sağlar. Bu kurulumun verimliliğini arttırır.

Dairesel olgunun verimliliği:

ɳ =

Bir ısı eşanjörü olmadan Stirling işlemleri kümesinin mümkün olması dikkat çekicidir, ancak verimliliği çok daha düşük olacaktır. Süreç kümesinin geriye doğru çalıştırılması, soğutma mekanizmasının tanımına yol açar. Bu durumda, bir rejeneratörün varlığı zorunlu bir durumdur, çünkü (3-2) geçerken sıcaklığı çok daha düşük olan soğutucudan maddeyi ısıtmak imkansızdır. Sıcaklığı daha yüksek olan ısıtıcıya (1-4) ısı vermek de mümkün değildir.

Motorun çalışma prensibi

Stirling motorunun nasıl çalıştığını anlamak için cihaza ve ünitenin olay frekansına bakalım. Mekanizma, ürünün dışında bulunan ısıtıcıdan aldığı ısıyı gövdeye etkiyen bir kuvvete dönüştürür. Tüm süreç, kapalı bir devre içerisinde bulunan çalışma maddesindeki sıcaklık farkından dolayı meydana gelir.

Mekanizmanın çalışma prensibi ısı nedeniyle genleşmeye dayanmaktadır. Genleşmeden hemen önce kapalı devredeki madde ısınır. Buna göre madde sıkıştırılmadan önce soğutulur. Silindirin kendisi (1) bir su ceketi (3) ile sarılır, tabana ısı verilir. İşi yapan piston (4) bir manşon içerisine yerleştirilmekte ve halkalarla kapatılmaktadır. Piston ile taban arasında önemli boşluklara sahip olan ve serbestçe hareket eden bir yer değiştirme mekanizması (2) bulunmaktadır. Kapalı bir devredeki madde, yer değiştirici nedeniyle odanın hacmi boyunca hareket eder. Maddenin hareketi iki yönle sınırlıdır: pistonun tabanı ve silindirin tabanı. Yer değiştiricinin hareketi, pistonun içinden geçen ve piston tahrikine göre 90° geç eksantrik tarafından çalıştırılan bir çubuk (5) tarafından sağlanmaktadır.

• "A" konumu:

Piston en alt konumda bulunur, madde duvarlar tarafından soğutulur.

• Pozisyon "B":

Yer değiştirici üst pozisyonu işgal eder, hareket eder, maddeyi uç yarıklardan aşağıya doğru geçirir ve kendini soğutur. Piston sabittir.

• "C" konumu:

Madde ısı alır, ısının etkisi altında hacmini arttırır ve genişleticiyi pistonla yukarı kaldırır. İş yapılır, ardından yer değiştirici dibe batar, maddeyi dışarı iter ve soğur.

• "D" konumu:

Piston aşağı iner, soğuyan maddeyi sıkıştırır, faydalı iş yapılır. Volan tasarımda enerji akümülatörü görevi görür.

Söz konusu model rejeneratörsüz olduğundan mekanizmanın verimliliği yüksek değildir. İşten sonra maddenin ısısı duvarlar kullanılarak soğutucuya aktarılır. Sıcaklığın gerekli miktarda düşmesi için zaman yoktur, bu nedenle soğuma süresi uzar, motor hızı düşüktür.

Motor türleri

Yapısal olarak Stirling ilkesini kullanan birkaç seçenek vardır, ana türler şunlardır:

Tasarımda farklı konturlara yerleştirilmiş iki farklı piston kullanılıyor. Birinci devre ısıtma için, ikinci devre ise soğutma için kullanılır. Buna göre her pistonun kendine ait rejeneratörü (sıcak ve soğuk) bulunmaktadır. Cihazın iyi bir güç/hacim oranı var. Dezavantajı ise sıcak rejeneratörün sıcaklığının tasarım zorlukları yaratmasıdır.

• Motor "β - Stirling":

Tasarım tek bir kapalı döngü kullanıyor; farklı sıcaklıklar uçlarda (soğuk, sıcak). Boşlukta yer değiştiricili bir piston bulunur. Yer değiştirici, alanı soğuk ve sıcak bölgelere ayırır. Soğuk ve ısı değişimi, bir maddenin bir ısı eşanjöründen pompalanmasıyla gerçekleşir. Yapısal olarak, ısı eşanjörü iki versiyonda yapılmıştır: harici, bir yer değiştirici ile birleştirilmiş.

• Motor "γ - Stirling":

Piston mekanizması iki kapalı devrenin kullanılmasını sağlar: soğuk ve yer değiştiricili. Güç soğuk bir pistondan alınır. Yer değiştirme pistonunun bir tarafı sıcak, diğer tarafı soğuktur. Isı eşanjörü yapının hem içinde hem de dışında bulunur.

Bazı enerji santralleri ana motor türlerine benzemez:

• Döner Stirling motoru.

Yapısal olarak şaft üzerinde iki rotor bulunan buluş. Parça kapalı silindirik bir alanda dönme hareketleri gerçekleştirir. Döngünün uygulanmasına yönelik sinerjik bir yaklaşım ortaya konmuştur. Gövde radyal yuvalar içerir. Girintilere belirli bir profile sahip bıçaklar yerleştirilir. Plakalar rotorun üzerine konur ve mekanizma döndüğünde eksen boyunca hareket edebilir. Tüm detaylar, içinde cereyan eden olgularla değişen hacimler yaratıyor. Çeşitli rotorların hacimleri kanallarla birbirine bağlanır. Kanal düzenlemeleri birbirine 90° kaydırılmıştır. Rotorların birbirine göre kayması 180°'dir.

• Termoakustik Stirling motoru.

Motor, işlemleri gerçekleştirmek için akustik rezonansı kullanır. Prensip, maddenin sıcak ve soğuk bir boşluk arasındaki hareketine dayanmaktadır. Devre hareketli parça sayısını azaltır, alınan gücün kesilmesi ve rezonansın sürdürülmesi zorlaşır. Tasarım, serbest pistonlu motor tipini ifade eder.

DIY Stirling motoru

Bugün, çevrimiçi mağazada oldukça sık, söz konusu motor şeklinde yapılmış hediyelik eşyalar bulabilirsiniz. Yapısal ve teknolojik olarak mekanizmalar oldukça basittir, istenirse Stirling motorunun doğaçlama yöntemlerle kendi ellerinizle inşa edilmesi kolaydır. İnternette çok sayıda materyal bulabilirsiniz: videolar, çizimler, hesaplamalar ve bu konuyla ilgili diğer bilgiler.

Düşük sıcaklıklı Stirling motoru:

• Bir teneke kutuya, yumuşak poliüretan köpüğe, diske, cıvatalara ve ataçlara ihtiyaç duyacağınız dalga motorunun en basit versiyonunu düşünün. Tüm bu malzemeleri evde bulmak kolaydır, aşağıdaki adımları gerçekleştirmeye devam etmektedir:
• Yumuşak bir poliüretan köpük alın, iki milimetre daha küçük çapta kesin. iç çap teneke kutu daire. Köpüğün yüksekliği kutunun yüksekliğinin yarısından iki milimetre fazladır. Köpük kauçuk, motorda yer değiştirici rolünü oynar;
• Kavanozun kapağını alın, ortasına iki milimetre çapında bir delik açın. Motor biyel kolu için kılavuz görevi görecek deliğe içi boş bir çubuk lehimleyin;
• Köpükten kesilmiş bir daire alın, dairenin ortasına bir vida sokun ve her iki taraftan kilitleyin. Yıkayıcıya önceden düzleştirilmiş bir ataç lehimleyin;
• Merkezden iki santimetre uzakta, üç milimetre çapında bir delik açın, yer değiştiriciyi kapağın merkezi deliğinden geçirin, kapağı kavanoza lehimleyin;
• Kalaydan bir buçuk santimetre çapında küçük bir silindir yapın, bunu kutunun kapağına, kapağın yan deliği motor silindirinin içinde açıkça ortalanacak şekilde lehimleyin;
• Bir ataştan motor krank mili yapın. Hesaplama, dizlerin aralığı 90 ° olacak şekilde gerçekleştirilir;
• Motorun krank mili için bir stand yapın. Plastik filmden elastik bir zar yapın, filmi silindirin üzerine koyun, içinden itin, sabitleyin;

• Kendiniz bir motor biyel kolu yapın, düzleştirilen ürünün bir ucunu daire şeklinde bükün, diğer ucunu bir silgi parçasına yerleştirin. Uzunluk, şaftın en alt noktasında membran geri çekilecek, en üst noktasında ise membran maksimum ölçüde uzatılacak şekilde ayarlanır. Diğer biyel kolunu da aynı şekilde ayarlayın;
• Motor biyel kolunu lastik bir uçla membrana yapıştırın. Biyel kolunu lastik uç olmadan yer değiştiriciye monte edin;
• Motorun krank mekanizmasına diskten bir volan yerleştirin. Ürünü elinizde tutmamak için bacakları kavanoza takın. Bacakların yüksekliği kavanozun altına bir mum yerleştirmenize olanak sağlar.

Evde bir Stirling motoru yapmayı başardıktan sonra motor çalıştırılıyor. Bunu yapmak için kavanozun altına yanan bir mum yerleştirilir ve kavanoz ısındıktan sonra volana ivme kazandırır.

Dikkate alınan kurulum seçeneği, görsel bir yardım olarak evde hızlı bir şekilde monte edilebilir. Stirling motorunu fabrikadaki muadillerine mümkün olduğunca yakın hale getirme hedefini ve arzusunu belirlerseniz, tüm detayların çizimleri kamuya açıktır. Adım atmak her düğüm, ticari sürümlerden daha kötü olmayan bir çalışma düzeni oluşturmanıza olanak tanır.

Avantajları

Stirling motorunun aşağıdaki avantajları vardır:

• Motorun çalışması için sıcaklık farkı gereklidir, hangi yakıtın ısınmaya neden olduğu önemli değildir;
• Menteşeli kullanmaya gerek yoktur ve yardımcı ekipman Motorun tasarımı basit ve güvenilirdir;
• Tasarım özellikleri nedeniyle motorun kaynağı 100.000 saatlik çalışmadır;
• Patlama olmadığı için motorun çalışması yabancı gürültü yaratmaz;
• Motorun çalışma sürecine atık maddelerin emisyonu eşlik etmez;
• Motorun çalışmasına minimum titreşim eşlik eder;
• Tesis silindirlerindeki prosesler çevre dostudur. Doğru ısı kaynağını kullanmak motoru temiz tutar.

Kusurlar

Stirling motorunun dezavantajları şunlardır:

• Motor tasarımının kullanılmasını gerektirdiğinden seri üretim kurmak zordur. Büyük bir sayı malzemeler;
• Verimli soğutma için büyük bir radyatörün kullanılması gerektiğinden motorun yüksek ağırlığı ve büyük boyutları;
• Verimliliği artırmak için motor, çalışma sıvısı olarak kullanılarak zorlanır. karmaşık maddelerünitenin çalışmasını tehlikeli hale getiren (hidrojen, helyum);
• Çelik alaşımlarının yüksek sıcaklık direnci ve termal iletkenliği, motor üretim sürecini zorlaştırır. Isı eşanjöründeki önemli ısı kayıpları ünitenin verimliliğini azaltır ve özel malzemelerin kullanılması motorun üretimini pahalı hale getirir;
• Motoru moddan moda ayarlamak ve değiştirmek için özel kontrol cihazları kullanılmalıdır.

Kullanım

Stirling motoru nişini buldu ve boyutların ve çok yönlülüğün önemli bir kriter olduğu yerlerde aktif olarak kullanılıyor:

• Stirling motor jeneratörü.

ısıyı enerjiye dönüştüren mekanizma elektrik enerjisi. Çoğunlukla taşınabilir turist jeneratörleri olarak kullanılan ürünler, güneş enerjisi kullanımına yönelik tesisler bulunmaktadır.

• Motor bir pompaya benzer (elektrikli).

Motor bir devreye kurulum için kullanılır ısıtma sistemleri elektrik enerjisinden tasarruf.

• Motor bir pompaya (ısıtıcıya) benzer.

Sıcak iklime sahip ülkelerde motor, ısıtıcı olarak kullanılır.

Bir denizaltıdaki Stirling motoru:

• Motor bir pompa (soğutucu) gibidir.

Hemen hemen tüm buzdolapları tasarımlarında ısı pompaları kullanır; Stirling motorunun takılması kaynak tasarrufu sağlar.

• Motor, ultra düşük ısı seviyeleri yaratan bir pompa gibidir.

Cihaz buzdolabı olarak kullanılmaktadır. Bunun için ters yönde işlem başlatılır. Üniteler gazı sıvılaştırır, ölçüm elemanlarını hassas mekanizmalarla soğutur.

• Sualtı motoru.

İsveç ve Japonya'nın denizaltıları motor sayesinde çalışıyor.

Güneş enerjisi kurulumu olarak Stirling motoru:

• Motor bir enerji bataryası gibidir.

Bu tür ünitelerde yakıt, tuz erir, motor enerji kaynağı olarak kullanılır. Enerji rezervleri açısından motor kimyasal elementlerin önündedir.

• güneş motoru.

Güneş enerjisini elektriğe dönüştürün. Bu durumda madde hidrojen veya helyumdur. Motor, parabolik bir anten kullanılarak oluşturulan güneş enerjisinin maksimum konsantrasyonunun odağına yerleştirilir.

Elbette Stirling motorlarının güzel fabrika modellerini de satın alabilirsiniz, örneğin buradaki gibi Çin çevrimiçi mağazası. 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 yayının tamamını okuyun basit seçenek evde imalat.

3 DIY seçeneği için aşağıya bakın.

Dmitry Petrakov, yoğun talep üzerine filme alındı adım adım talimatlar boyutlarına ve tüketilen ısı miktarına bağlı olarak güçlü bir Stirling motorunun montajı. Bu model, her izleyicinin erişebileceği malzemeleri ve herkesin edinebileceği ortak malzemeleri kullanır. Bu videoda sunulan tüm boyutlar, bu tasarımın Stirlings'iyle uzun yıllara dayanan deneyime dayanarak yazar tarafından seçilmiştir ve bu özel örnek için bunlar en uygunudur.

Bu model, herkesin edinebilmesi için her izleyicinin erişebileceği malzemeleri ve ortak malzemeleri kullanır. Bu videoda sunulan tüm boyutlar, bu tasarımın Stirlings'iyle uzun yıllara dayanan deneyime dayanarak seçilmiştir ve bu özel örnek için en uygun boyutlardır.

Duygu, duyu ve düzenleme ile.

Stirling motoru bir yükle (su pompası) çalışırken.

Çalışan bir prototip olarak monte edilen su pompası, Stirling motorlarıyla eşleşecek şekilde tasarlandı. Pompanın özelliği, işini tamamlamak için gereken düşük enerji tüketiminde yatmaktadır: böyle bir tasarım, motorun dinamik iç çalışma hacminin yalnızca küçük bir kısmını kullanır ve dolayısıyla performansını minimum düzeyde etkiler.

Bir kutudan Stirling motoru

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

Köpük kauçuk, Stirling motorlarının üretiminde kullanılan en yaygın malzemelerden biridir. Ondan bir motor değiştirici yapılır. Köpük kauçuğumuzun bir parçasından bir daire kesiyoruz, çapını kutunun iç çapından iki milimetre daha az yapıyoruz ve yüksekliği bunun yarısından biraz fazla.

Kapağın ortasına bir delik açıyoruz ve içine biyel kolunu yerleştiriyoruz. Biyel kolunun düzgün çalışması için bir ataştan spiral yapıp kapağa lehimliyoruz.

Ortadaki köpük kauçuktan gelen köpük çemberini bir vida ile delip, üstten ve alttan rondela ve somunla rondela ile kilitliyoruz. Bundan sonra, daha önce düzelttikten sonra lehimleyerek bir parça ataş takıyoruz.

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

Lehimleme kullanarak kalaydan bir silindir yapıyoruz.

Bitmiş silindiri kavanoza bir havya ile tutturuyoruz, böylece lehimleme yerinde boşluk kalmıyor.

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

Ataşlardan şaft için raflar yapıyoruz. Membran yapmak Bunu yapmak için silindiri taktık polietilen filmi, biraz içeri doğru itin ve bir iplikle silindirin üzerine sabitleyin.

Membrana takılması gereken biyel kolu bir ataştan yapılmış ve bir lastik parçasına yerleştirilmiştir. Biyel kolunun uzunluğu, şaftın alt ölü merkezinde membran silindirin içine çekilecek ve en yüksekte tam tersine uzatılacak şekilde yapılmalıdır. İkinci biyel kolu da aynı şekilde yapılandırılmıştır.

Biyel kolunu kauçukla membrana yapıştırıyoruz, diğerini yer değiştiriciye takıyoruz.

Ataşların bacaklarını havya ile kavanoza takıyoruz ve volanı kranka takıyoruz. Örneğin bir CD kullanabilirsiniz.

Evde yapılan Stirling motoru. Şimdi kavanozun altına ısı getirmeye devam ediyor - bir mum yakın. Birkaç saniye sonra volanı itin.

Basit Stirling Motoru Nasıl Yapılır (Fotoğraf ve Videolu)

www.newphysicist.com

Bir Stirling motoru yapalım.

Stirling motoru, farklı sıcaklıklardaki havayı veya başka bir gazı (çalışma sıvısı) döngüsel olarak sıkıştırıp genişleterek çalışan ve böylece termal enerjinin mekanik işe net bir dönüşümü olan bir ısı motorudur. Daha spesifik olarak Stirling motoru, rejeneratif bir ısı motorudur. kapalı döngü sürekli gaz halindeki bir çalışma sıvısı ile.

Stirling motorları daha verimlidir buharlı motorlar ve %50 verimliliğe ulaşabilir. Ayrıca sessiz çalışabilirler ve neredeyse her türlü ısı kaynağını kullanabilirler. Termal enerji kaynağı, Otto veya dizel çevrimli motorlarda olduğu gibi içten yanmalı değil, Stirling motorunun dışında üretilir.

Stirling motorları aşağıdakilerle uyumludur: alternatif ve yenilenebilir enerji kaynakları, çünkü fiyatı arttıkça daha önemli hale gelebilirler geleneksel görüşler yakıt ve petrol rezervlerinin tükenmesi gibi sorunlar ışığında 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 için bileşenler ve adımlar

1 parça parke veya kontrplak

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

2. Mermer veya cam toplar

Bir Stirling motorunda bu toplar önemli bir işlevi yerine getirir. Bu projede mermer sıcak hava değiştirici görevi görüyor. sıcak taraf Tüpler soğuk tarafa. Mermer yer değiştirdiğinde sıcak hava, soğuyor.

3. Çubuklar ve vidalar

Saplamalar ve vidalar, tüpün herhangi bir yönde kesintisiz hareket edebilmesi için rahat bir konumda tutulması için kullanılır.

4. Kauçuk parçalar

Bir silgi satın alın ve onu aşağıdaki şekillerde kesin. Boruyu güvenli bir şekilde tutmak ve sızdırmazlığını korumak için kullanılır. Tüpün ağzında sızıntı olmamalıdır. Eğer öyleyse proje başarılı olmayacaktır.

5. Şırınga

Şırınga en önemli ve hareketli parçalardan biridir. basit motor Stirling. Pistonun haznenin 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 tüpün sıcak tarafına doğru yuvarlanarak sıcak havayı dışarı iterek soğumasını sağlar (hacmi azaltır).

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 basittirler, ancak siz onları anlayana kadar daha zengin, daha karmaşık ve potansiyel olarak çok kafa karıştırıcıdırlar. Stirling motorlarını karmaşık olarak düşünmenin daha güvenli olduğunu düşünüyorum: çok kötü YouTube videolarının çoğu, onları çok eksik ve tatmin edici olmayan bir şekilde "açıklamanın" ne kadar kolay olduğunu gösteriyor.

Benim düşünceme göre, bir Stirling motorunu sadece inşa ederek veya çalışmasını dışarıdan izleyerek anlayamazsınız: geçirdiği adımların döngüsünü, içindeki gaza ne olduğunu ve motordan nasıl farklı olduğunu ciddi şekilde düşünmeniz gerekir. geleneksel bir buhar makinesinde ne olur?

Motorun çalışması için gerekli olan tek şey, gaz odasının sıcak ve soğuk kısımları arasında sıcaklık farkının bulunmasıdır. 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 motorları ve yoğunlaştırılmış güneş enerjisi

Stirling motorları, termal enerjiyi bir jeneratörü çalıştırabilecek harekete dönüştürmek için düzgün bir yöntem sağlar. En yaygın düzenleme, motorun parabolik bir aynanın merkezine yerleştirilmesidir. Güneş ışınlarını motora odaklamak için ayna tracker üzerine monte edilecek.

* 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 enerji bu aralar giderek daha fazla ilgi görüyor.

Yukarıda, itici gaz olarak cam boncuklar ve kuvvet pistonu olarak da cam şırınga kullanan basit bir test tüpü motorunun kısa bir videosu bulunmaktadır.

Bu basit Stirling motoru, çoğu okulun fen laboratuvarlarında bulunan malzemelerden yapılmıştır ve basit bir ısı motorunu göstermek için kullanılabilir.

Döngü diyagramı başına basınç-hacim

İşlem 1 → 2 Borunun sıcak ucunda çalışma gazının genleşmesi, gaza ısı aktarılır ve gaz genleşerek hacmi artar ve şırınga pistonunu yukarı iter.

İşlem 2 → 3 Bilye tüpün sıcak ucuna doğru hareket ettikçe gaz tüpün sıcak ucundan soğuk ucuna doğru zorlanır ve gaz hareket ettikçe tüpün duvarına ısı verir.

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

Süreç 4 → 1 Döngüyü sonlandırır. Bilyeler yer değiştirdikçe çalışma gazı tüpün soğuk ucundan sıcak ucuna doğru hareket eder, hareket ettikçe tüpün duvarından ısı alır ve böylece gazın basıncını arttırır.