ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ НОВОГО ТИПА Phase Transition ИГОРЬ БЕЛЕЦКИЙ

Опубликовано: 04.10.2017

видео ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ НОВОГО ТИПА Phase Transition ИГОРЬ БЕЛЕЦКИЙ

Двигатель Стирлинга "Пуля"

Размещено на сайте 12.03.2009.

 

5 ПРЕДИСЛОВИЕ КАФЕДРЫ ПРОГНОЗОВ



Добрый день, уважаемые читатели.

Наша серия выпусков про автомобили была бы не полной, если бы не рассмотрели автомобили на двигателе внешнего сгорания, которые были придуманы в 1816 году шотландским священником Робертом Стирлингом.

Побудительным мотивом изобретателя было огромное количество травм, которые получали рабочие на производствах эпохи промышленной революции в Англии.


Stirling engine

История техники сообщает только об одном опыте строительства автомобилей

на основе использования этого двигателя. Это произошло в 1972 году. Изображения этого автомобиля я не нашёл, зато отыскалась очень интересная статья российского инновационного центра, которую я с удовольствием представляю сегодня.



Для квалифицированного чтения предлагаю небольшой общеобразовательный экскурс в эту область, которую я оформил в виде дайджеста из нескольких цитат.

Цитата: «…Двигатель Стирлинга - одна из самых известных альтернатив паровой машине. Но в то время стирлинги не нашли развития из-за низкой надежности и относительно невысоких показателей. И о них почти забыли. Но в 1938 году по инициативе известной голландской фирмы Philips работа над стирлингами возобновилась. Инженеры компании решили приспособить автономные двигатели для привода генераторов в «неэлектрифицированных» районах - чтобы продавать там свои радиотовары. Расчеты показали, что теоретически КПД двигателя Стирлинга значительно выше других моторов. Стирлинги отличались бесшумной работой, экономичностью и всеядностью: головка цилиндров могла обогреваться и дровами, и углем, и даже солнечными лучами. А стационарное «внешнее горение» определяло высокую экологичность. В 1945 году инженеры фирмы Philips нашли стирлингу обратное применение - раскрутив вал двигателя электромотором, они вызвали охлаждение головки цилиндров до минус 190°С! Эта особенность двигателя Стирлинга нашла применение в промышленных холодильных установках. А в 1972 году был построен экспериментальный автомобиль с четырехцилиндровым стирлингом, но дальше экспериментов дело не пошло. Однако американское аэрокосмическое агентство NASA нашло возможность использовать стирлинги в составе электростанций для работы в космосе…»Различают двигатели внешнего сгорания: паровой двигатель, паротурбинный двигатель, двигатель Стирлинга

Моторы Стирлинга. ВИДЕ0КЛИП

Источник тепла нагревает газ в правой части теплообменного цилиндра. Газ разширяется и через трубку оказывает давление на рабочий поршень. Поршень опускается, толкает шатун и поворачиает маховик. При этом одновременно в право двигатется вытеснительный поршень. Он вытесняет газ из нагревающейся части теплообменного цилиндра в его холодную часть, которая имеет охлаждающееся оребрение. Теплообменный поршень заполнен теплоизолирующим материалом. Газ остывает, создавая обратное усилие на рабочий поршень, поршень поднимается вверх и цикл повторяется с начала.

Стирлинга двигатель, двигатель внешнего сгорания, двигатель с внешним подводом и регенерацией тепловой энергии, преобразуемой в полезную механическую работу. С. д. назван по имени английского изобретателя Р. Стирлинга (R. Stirling; 1790—1878), который в 1816—40 создал двигатель с незамкнутым циклом, работавший на подогреваемом воздухе. Двигатель имел несовершенный регенератор (теплообменник), был громоздким и тяжёлым, вследствие чего не нашёл применения. Современый С. д. работает по замкнутому регенеративному циклу (циклу Стирлинга), состоящему из последовательно чередующихся двух изотермических и двух изохорических процессов. Рабочее тело С. д. — гелий или водород под давлением 10—14 Мн/м2 (100—140 кгс/см2) — находится в замкнутом пространстве и во время работы не заменяется, а лишь изменяет объём при нагревании и охлаждении. Регенератор как бы разделяет это пространство на верхнюю (горячую) и нижнюю (холодную) полости (рис. 1). К верхней полости тепло подводится от нагревателя, от нижней отводится охладителем, в котором циркулирует вода. В цилиндре С. д. находятся 2 поршня — рабочий и вытеснитель. Горячая и холодная полости соединяются между собой каналами, проходящими через нагреватель, регенератор и охладитель. Рабочий цикл С. д. осуществляется за 4 такта (рис. 2).

Отношение мощности к массе у двигателя Стирлинга сопоставимо с аналогичным показателем дизельного двигателя с турбонаддувом. Удельная мощность на выходе такая же, как и у дизельного двигателя. Крутящий момент практически не зависит от скорости. Двигатель Стирлинга реагирует на изменения нагрузки аналогично дизелю, однако требует более сложной системы регулировки, он более сложен, чем обычные тепловые двигатели. Стоимость его изготовления выше стоимости изготовления ДВС, однако, расходы на эксплуатацию гораздо меньше

Технологии, разработанные в 1816 году шотландцем Робертом Стирлингом, работают и сегодня! Цикл Стирлинга использует внешний источник тепла, которым может быть что угодно – сгорающий бензин, солнечная энергия или даже тепло, производимое компостными бактериями. Внутри цилиндров горения топлива нет!!! Основные качества двигателя Стирлинга – экономичность, невысокие уровни производимых при работе шумов и вибраций, возможность использовать различные виды топлива и малая токсичность отработавших газов. Сегодня двигатели Стирлинга используются только в некоторых очень специализированных областях, например, в подводных лодках или как вспомогательные генераторы на яхтах, где требуется тишина.

Флэш с сайта.

Ещё одна цитата: «…Развитие любой техники идёт путём неуклонного её усложнения, и, несмотря на возросшую себестоимость, оно всегда, прямо или косвенно, окупает себя. Есть возможности усовершенствования и двухтактных ДВС, устанавливаемых, в основном, на мотоциклах. Они выдают значительно большую чем четырёхтактные ДВС мощность и разгонную динамику за счёт меньшего холостого хода поршней и сопутствующего ему сопротивления инерции и трения.

Однако нынешние двухтактники более "прожорливые", так как вместе с отработавшими газами в выхлопную трубу у них вылетает часть топливовоздушной смеси, поступающей в это время в цилиндр для последующего сжигания. Логично к существующему циклу добавить кратковременную фазу принудительной (с помощью турбо наддува) вентиляции цилиндра, частично охлаждающей его изнутри простым воздухом в начальный момент обратного хода поршня, с тем, чтобы предотвратить выбросы и обеспечить улучшенные условия сгорания более обогащённой топливовоздушной смеси, впускаемой в цилиндр только после закрытия выпускного клапана.

Иногда на подводных лодках и в космосе, в шахтах и тоннелях, на мощных электростанциях и в комнатных условиях, уже используются очень экологичные двигатели Стирлинга, изобретённые аж в 1817 году. У них в абсолютно замкнутом пространстве под большим давлением (200-500 атмосфер) инертный газ (гелий) нагревается от печки с внешним подводом тепла (расширяется), а с другой стороны цилиндра, уже в особом холодильнике, он же охлаждается, т. е. уменьшает свой объём. Возникающая разница давления над поршнем и под ним толкает этот поршень, затем в работу вступают другие цилиндры или используется запасённая энергия вращающегося маховика. Вместо поршней могут работать и турбины.

Ещё одна цитата: «…Двигатели Стирлинга помогут развивающимся странам
Опубликовано: 26.10.2006, 11:15
 

Американская компания Infinia до конца текущего года рассчитывает завершить разработку конструкции новых электрогенераторов для развивающихся стран, построенных на основе так называемых двигателей Стирлинга.

Двигатель Стирлинга (внешнего сгорания) представляет собой тепловую машину, способную работать от любого источника тепла, например, от сжигаемого топлива или энергии солнечных лучей. Первые элементарные двигатели внешнего сгорания были известны ещё в конце XVII века, однако впервые запатентовал их шотландский священник Роберт Стирлинг 27 сентября 1816 года. Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередующихся циклах нагрева и охлаждения газа в закрытом цилиндре. При нагреве газ расширяется и двигает рабочий поршень. Этот поршень опускается, толкает шатун и поворачивает маховик. Одновременно изменяется положение так называемого вытеснительного поршня, который перемещает газ из нагретой в холодную зону. Газ остывает и создает обратное усилие на рабочий поршень. Вытеснитель затем перемещает газ в горячую зону, и весь цикл повторяется. В роли газа может использоваться обычный воздух, водород или гелий.

Двигатели Стирлинга разрабатывались в качестве альтернативы паровым машинам, котлы которых зачастую взрывались из-за слишком высокого давления или некачественных материалов. Однако в компании Infinia считают, что двигатели внешнего сгорания, созданные ещё два века назад, могут найти применение и в наши дни. Установка, разрабатываемая специалистами Infinia, будет использовать энергию Солнца. В отличие от традиционных солнечных батарей, коэффициент полезного действия которых составляет от 12 до 15 процентов и редко достигает 22 процентов, КПД установки Infinia на основе двигателя Стирлинга будет составлять не менее 24 процентов.

Новости

Цена гидроизоляции крыши
Во-1-х, этот комплекс действий защищает сооружение от разрушительного воздействия осадков. Без гидроизоляции в строении возникают протечки (а гидроизолирующее покрытие держит воду даже при резких перепадах

Организация кровельного пирога - пароизоляция, утепление, гидроизоляция кровли
Принципиально увидеть, что, беря во внимание подобные тенденции, строй компании сразу строят новые дома с мансардой жилого плана, но и обладатели уже построенных особняков также хотят переоборудовать

Обмазочная гидроизоляция для бетона: виды, требование и применение
Задачей строительства является не просто построить здание, но и защитить поверхности от проникновения воды. Фундамент, подвал, полы, крыша всегда соприкасаются с водой. Защиты требуют не только места,

Пароизоляция и гидроизоляция: отличие и назначение
Каждому человеку хочется, чтобы условия проживания в доме были одинаково комфортны как в летний зной, так и в зимнюю стужу. Но что нужно, чтобы создать в доме благоприятную атмосферу? Конечно же, в условиях

Мастика гидроизоляционная: история появления, многообразие видов
Нет необходимости говорить, что гидроизоляция продлевает срок эксплуатации конструктивных элементов зданий и сооружений. Видов защиты от проникновения влаги большое количество. Нас же в этой статье

Гидроизоляция стен от фундамента: материалы, правила
Так как фундамент является основой всего дома, то особое внимание необходимо уделить его гидроизоляции. Она будет надежно защищать строение от попадания внутрь как грунтовых вод, так и поверхностных вод

Инъектирование | швов, трещин, грунта | акрилатными и метакрилатными гелями
Положительный опыт работы с акрилатными гелями у ООО ГИДРОПРОТЕКТ уже 8 лет. Сегодня мы уже не представляем себе работы без этих, без преувеличения, уникальных составов. Типичными задачами, решаемые

Жидкая резина Liquid Rubber: состав, свойства, ассортимент
Чтобы качественно наносить битумную гидроизоляцию, покрывая ею сколько угодно большие участки (или сколь угодно маленькие), пребывание битума в жидком агрегатном состоянии является очень важным условием.

Технониколь гидроизоляция для любого типа поверхностей
Влагозащита в сфере строительства – это одно из важных мероприятий, которое обеспечивает долгосрочную эксплуатацию зданий и сооружений. В этой категории работает много компаний, которые гарантируют

Битумная мастика для гидроизоляции фундамента: расход, цена
Битумная обработка фундамента на сегодняшний день считается самой доступной и эффективной. Ее можно использовать для обработки конструкций из бетона и кирпича. Это тип изоляции остается универсальным.

rss