Різне

Енциклопедія Технологій і Методик, Двигун Стірлінга

31.10.2015

Стірлінг — це устройсво перетворює теплову енергію в механічну. Ну як двигун, з тим лише відмінністю, що ця теплова енергія приходить до нього із зовні, а не здійснюється ним безпосередньо (як це відбувається, наприклад, в двигуні внутрішнього згоряння). Це і є його унікальне і чудове властивість відрізняє його від всіх інших машин. Так, ну і само собою таку назву Стірлінг пішло від прізвища людини, яка все це перший придумав, хто зацікавиться історією цього питання може нарити в інтернеті купу інфи, мене особисто це мало хвилює.

Зрозуміти його пристрій можна на прикладі ряду зображень нижче.

Припустимо ми маємо якийсь замкнутий об’єм повітря в жорсткому корпусі з еластичною мембраною (або поршнем по іншому). Нагріваючи корпус двигуна повітря всередині розшириться і зробить роботу, вигинаючи мембрану назовні. І навпаки охолоджуючи корпус мембрана вогнется, знову зробивши роботу. Ось і весь цикл, простіше не придумаеш, залишилося тільки «автоматизувати» цей процес.

Енциклопедія Технологій і Методик, Двигун Стірлінга

Для цього усередині корпусу двигуна розміщується так званий поршень витискувач (на малюнку він зелененький з неросійським словом), сенс цього девайса є те, що він повинен переганяти залишився в корпусі повітря від гарячої області внизу до охолоджуваної вгорі. На малюнку видно що сам поршень витискувач займає майже половину об’єму внутрішньої порожнини двигуна, у вигляді такого диска, не щільно прилягає до стінок. Через цей зазор повітря перетікає з гарячою порожнини в холодну і назад. Треба сказати, що сам цей поршень в ідеалі повинен бути легким і погано проводять тепло, оскільки він фактично розділяє собою гарячу і холодну області всередині двигуна.

Енциклопедія Технологій і Методик, Двигун Стірлінга

Ну а далі вже всім знайома кривошипно-шатунная схема пов’язує витискувач і мембрану (або робочий поршень) на одній осі обертання,що забезпечить нам циклічність процесу тобто підняття і опускання поршнів. (уважно вивчайте картинки вмикайте уяву)

Енциклопедія Технологій і Методик, Двигун Стірлінга

Ще одна важлива деталь, на яку потрібно звернути увагу, полягає в тому, що робочий поршень відстає від насосу на 90 градусів по ходу обертання двигуна (у нас на малюнку як ви могли помітити обертання відбувається проти годинникової стрілки). Це ідеальний варіант з’єднання для такої схеми. Спробуйте програти кожну картинку по черзі, уявити що відбувається здавленням повітря всередині двигуна і як все це перетворюється у зворотно-поступальний рух.

Треба визнати, що на схемі, а саме на осі, відсутня одна важлива деталь — це маховик, то він і підтримує весь цикл обертання.

Енциклопедія Технологій і Методик, Двигун Стірлінга

НЕ впадайте у відчай, якщо зрізу не все зрозуміло, я сам пам’ятаю довго в’їжджав у свій час, а деякі моменти повністю зрозумів тільки коли зібрав свій перший стірлінг. Головне почати, і якщо не втратите інтерес, то розберетеся, а я на інших прикладах сподіваюся допоможу вам, бо тут насправді безліч хитрих моментів.

Ось наприклад таже схемка але вже в русі, тепер я думаю буде трохи зрозуміліше. Причому це фактично розріз реальної робочої моделі, шкода правда що тільки в одному бічному вигляді.

Енциклопедія Технологій і Методик, Двигун Стірлінга

А ось ще одна конструкція де видно як робочий поршень відстає від насосу на 90 градусів по ходу обертання двигуна, також присутній маховик.

Енциклопедія Технологій і Методик, Двигун Стірлінга

Або ось ще приклад.

Енциклопедія Технологій і Методик, Двигун Стірлінга

Все це були приклади низькотемпературних двигунів, так сказати модельок, іграшок, що пояснюють принцип роботи. Промислові стирлинги які використовуються в різних цілях, від генерації електроенергії, до говорять, руху підводних човнів виглядають зовсім по іншому (будемо розглядати їх в інших розділах сайту). Але принцип завжди залишається тому — нагрівання та охолодження замкненого об’єму повітря, а ще краще водню або гелію (коротше робочого тіла по іншому).

Взагалі Стирлинги ділять на три типи, альфа, бета, гамма.

Червоним позначено нагрівається область, синім охлождаемая.

Короткий опис статті: двигун стірлінга саморобки своїми руками, вироби, зроби сам, майстер-класи, рукоділля, в домашніх умовах, корисні поради, рецепти, захоплення, хобі

Джерело: Енциклопедія Технологій і Методик — Двигун Стірлінга

Також ви можете прочитати