Motor Stirling – princípio de funcionamento. Baixa temperatura do motor Stirling (foto)

O Motor de Stirling, o princípio de que é qualitativamente diferente do habitual para todos os DVS, uma vez que foi o último decente para a competição. No entanto, por algum tempo sobre ele esqueceu. Como este motor é usado hoje, que é o princípio de sua ação (o artigo pode ser encontrado também desenhos motor de Stirling, claramente demonstram o seu trabalho), e quais são as perspectivas de aplicação no futuro, leia abaixo.

História

Em 1816, na Escócia, Robert Стирлингом foi patenteado térmica máquina, chamada de hoje em homenagem a seu inventor. Os primeiros motores a ar quente, foram inventados antes dele. Mas Stirling acrescentou em um dispositivo purificador, que na literatura técnica chamada de регенератором, ou o trocador de calor. Graças a ele, o desempenho do motor aumentou mantendo o conjunto em calor.

O Motor reconheceram a mais durável de vapor da máquina a partir disponíveis no momento, assim como ele nunca взрывался. Antes dele, outros motores tal problema não ocorria com freqüência. Apesar do rápido sucesso, no início do século xx de seu desenvolvimento abandonado, uma vez que ele tornou-se menos eficiente em comparação com novos então outros motores de combustão interna e motores. No entanto, Stirling ainda continuou a ser aplicado em algumas produções.

Um Motor de combustão externa

O Princípio de funcionamento de todas as térmicas, motores reside no fato de que, para obter um gás no estado expandido, são necessários grandes esforços mecânicos, que a compactação a frio. Para uma clara demonstração disso, você pode realizar a experiência com duas panelas, cheios de água fria e quente, e também para a garrafa. A última mergulhadas em água fria, obstruem o tubo e, em seguida, transferido para um quente. Gás em garrafa começará a realizar trabalho mecânico e vai empurrar o tubo. O primeiro motor de combustão externa baseou-se no processo completamente. A verdade, mais tarde, o inventor percebi que parte do calor pode ser usado para pré-aquecer. Portanto, a produtividade aumentou significativamente. Mas mesmo isto não ajudou a motor se tornar comum.

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Mais Tarde Erickson, engenheiro da Suécia, aperfeiçoou o projeto, convidando-o a refrigerar e aquecer o gás quando a pressão contínua em vez de volume. Como resultado de muitas instâncias, tornou-se utilizado para o trabalho nas minas, em tribunais e em lojas de impressão. Mas para tripulações eles eram muito pesados.

Motores de combustão externa da Philips

Tais motores são dos seguintes tipos:

• A vapor;
• паротурбинный;
• Stirling.

O Último tipo de não se desenvolver devido a um pequeno confiabilidade e o resto não é mais elevada em comparação com outros novos tipos de agregados. No entanto, em 1938, a empresa Philips retomou o trabalho. Os motores começaram a servir para movimentações de geradores de неэлектрофицированных áreas. Em 1945, os engenheiros da empresa, encontraram-lhes aplicação inversa: se o eixo desenrolar-se a um motor elétrico, de refrigeração da cabeça do cilindro se trata menos de uma centena de noventa graus Celsius. Então, foi decidido aplicar na refrigeração avançado motor de Stirling.

O Princípio de funcionamento

A Ação do motor é trabalhar de термодинамическим ciclos, em que a temperaturas diferentes, ocorre a compressão e extensão. Quando o fizer, a regulação do fluxo de trabalho do corpo é feito por meio de mudanças de volume (ou de pressão – dependendo do modelo). É um princípio de trabalho da maioria das máquinas similares, que podem ter diferentes funções e o design de esquema. Os motores podem ser de pistão ou giratórias. Máquinas com seus ajustes funcionam como bombas de calor, refrigeradores, geradores de pressão e assim por diante.

Além disso, existem motores com ciclo aberto, onde a regulação de fluxo é implementado através de válvulas. É chamado de motores Эриксона, além do total de títulos nome de Stirling. A DVS de trabalho útil realizado após a pré-compressão de ar, injeção de combustível, de aquecimento obtidas por mistura de intercalado com a combustão e expansão.

O Motor de Stirling princípio de funcionamento é o mesmo: a baixa temperatura, ocorre a compressão, e a alta – a extensão. Mas de uma maneira diferente implementados calor: o calor passa através da parede do cilindro do lado de fora. Por isso, ele recebeu o nome de motor de combustão externa. Stirling aplicou mudança periódica de temperatura com вытеснительным pistão. O último move gás com uma cavidade do cilindro para outro. Por um lado, a temperatura é constantemente baixa, e, por outro – elevada. Ao mover o pistão para cima gás se desloca de água quente no frio da cavidade, baixo – devolve-se o quente. Primeiro, o gás dá uma grande quantidade de calor na geladeira e, em seguida, a partir de um aquecedor recebe tanto quanto deu. Entre o aquecedor e um frigorífico hospeda o regenerator – cavidade cheia de material, qual o gás cede calor. Ao contrário durante o regenerator devolve-lo.

O Sistema de вытеснителя ligada com a área de trabalho do pistão, сжимающим gás no frio e permite expandir-se em calor. Devido à compressão em temperatura mais baixa ocorrede trabalho útil. Todo o sistema passa quatro ciclo com movimentos intermitentes. Manivela-biela mecanismo se assegura a continuidade. Portanto, nítidas fronteiras entre os estágios de um ciclo que não pode ocorrer, e a EFICIÊNCIA do motor de Stirling não diminui.

Considerando todo o exposto, sugere-se a conclusão de que este motor é o pistão da máquina externa com a entrada de calor, onde o trabalho, o corpo não deixa espaço fechado e não será substituído. Desenhos do motor de Stirling bem ilustram o dispositivo e o princípio de sua ação.

Detalhes

O Sol, eletricidade, energia nuclear ou de qualquer outra fonte de calor pode fornecer a energia para o motor de Stirling. O princípio de funcionamento de seu corpo é a aplicação de hélio, hidrogênio ou ar. Perfeito ciclo tem térmica o máximo possível de EFICIÊNCIA igual a de trinta a quarenta por cento. Mas com eficiente регенератором ele será capaz de trabalhar e com maior EFICIÊNCIA. A regeneração, o aquecimento e o arrefecimento fornecem incorporados trocadores de calor que trabalham sem óleos. Deve-se notar que a lubrificação do motor precisa de muito pouco. A média de pressão no cilindro é de normalmente de 10 a 20 Mpa. Aqui, portanto, é necessário um excelente sistema de vedação e a possibilidade de salpicos de óleo em postos de cavidade.

Características Comparativas

Na maioria das trabalhando hoje os motores deste tipo é usado combustível líquido. Quando o fizer, a pressão contínua fácil de controlar, o que contribui para a redução do nível de emissões. A ausência de válvulas, oferece uma operação silenciosa. Potência com massa comparável a motores com turbo e capacidade específica, obtido na saída é igual ao indicador de diesel do conjunto. Velocidade e torque não são dependentes uns dos outros.

O Custo de produção do motor é muito maior que a DVS. Mas quando a operação é obtido retorno de índice.

Vantagens

Qualquer modelo do motor de Stirling tem muitos prós:

• EFICIÊNCIA quando moderna concepção pode chegar a até setenta por cento.
• No motor, há um sistema de alta tensão da ignição, da árvore de cames e válvulas. Ele não precisa ser regular durante todo o período de operação.
• Стирлингах não há nenhuma explosão, como em ICE, que é altamente carrega o virabrequim, rolamentos e bielas.
• Não é o efeito, quando dizem que ão motor paradoç a.
• , Graças a simplicidade do aparelho pode ser operado durante um longo período de tempo.
• Ele pode funcionar como sobre a lenha, e com o nuclear e qualquer outro tipo de combustível.
• A Combustão ocorre fora do motor.

Limitações

• A Principal desvantagem do projeto é a sua материалоемкость.
• De Trabalho o corpo precisa refrigerar, deixando de dimensões substancialmente incrementados.
• Para obter pé de igualdade com o DVS características você deve usar a alta pressão.
• A área de trabalho do corpo o calor é conduzida através da parede de trocadores de calor, os quais limitada condutividade térmica.
• Para alterar a potência do motor, alteram a quantidade de capacidade do buffer, a pressão média de trabalho do corpo, fases e o ângulo entre o вытеснителем e pistão.

Aplicação

Atualmente, O motor Stirling com o gerador é utilizado em muitas áreas. É a fonte universal de energia elétrica em refrigeradores, bombas, em submarinos e a energia solar elétrico estações. É através da aplicação de diferentes tipos de combustível tem a capacidade de sua ampla utilização.

O Renascimento

Estes motores novamente começaram a se desenvolver através da Philips. Em meados do século xx, e com ela tem um contrato General Motors. Ela conduziu o desenvolvimento de aplicações Стирлингов espaciais e submarinos dispositivos, navios e carros. Atrás deles, uma outra empresa da Suécia, United Stirling, tornou-se envolver o seu desenvolvimento, incluindo o possível uso em carros.

Hoje, o motor linear de Stirling aplica-se em instalações submarinas, cósmica e solar voadores. De grande interesse para ele chamado devido a urgência dos problemas de degradação do meio ambiente, bem como de lidar com o ruído. No Canadá e estados unidos, Alemanha e França, e também do Japão vão ativos pesquisas sobre o desenvolvimento e o aperfeiçoamento de sua utilização.

Futuro

As vantagens são claras, que tem o pistão e o motor de Stirling, ocorrem em grande recurso de trabalho, a aplicação de diferentes de combustível, бесшумности e de baixa toxicidade, o tornam muito promissor no meio do motor de combustão interna. No entanto, tendo em conta que a DVS ao longo de todo o tempo aperfeiçoado, ele não pode ser facilmente deslocado. De uma forma ou de outra, exatamente o tipo de motor, hoje ocupa uma posição de liderança, e fazer-los em breve não tinha a intenção.