Magna Stirling - prinċipju ta 'ħidma. Il-magna Stirling ta 'temperatura baxxa (ritratt)

Stirling magna, il-prinċipju tagħha huwa kwalitattivament differenti mill-soltu għal kulħadd ta 'l-magna tal-kombustjoni interna, ladarba kienet l-aħħar li jikkompetu. Madankollu, f'xi żmien nesa dwar dan. Peress li din mutur huwa użat illum, liema huwa l-prinċipju ta 'operazzjoni tagħha (fl-artikolu jista' wkoll jinstab l-mutur tpinġijiet Stirling li juru x-xogħol tiegħu), u liema huma l-prospetti għall-użu futur, ara hawn taħt.

istorja

Fl-1816, Robert Stirling fl-Iskozja kienet privattiva magna sħana, jismu illum fl-unur ta inventur tagħha. L-ewwel magni arja sħuna ġew ivvintati quddiemu. Iżda Stirling miżjud mal-vacuum mezz li fil-letteratura teknika tissejjaħ riġeneratur jew skambjatur tas-sħana. Grazzi lilu, żieda prestazzjoni tal-magna waqt li żżomm l-unità tas-sħana.

Magna rikonoxxut magna tal-fwar aktar fit-tul disponibbli fil-ħin, peress li huwa qatt sploda. Quddiemu muturi oħra bħal problema sseħħ spiss. Minkejja s-suċċess kmieni, fis-seklu għoxrin kmieni, mill-iżvilupp tagħha naqas, kif sar inqas kost-effettiv meta mqabbel ma 'l-allura l-oħra li qed jitfaċċaw magni b'kombustjoni interna u muturi elettriċi. Madankollu, Stirling kienet għadha użata f'xi industriji.

magna ta 'kombustjoni esterna

Il-prinċipju ta 'operazzjoni ta' magni kollha tas-sħana huwa li l-forzi mekkaniċi kbar milli ma 'kompressjoni kiesaħ fl-istat estiża għall-gass meħtieġa. Sabiex juru din l-esperjenza tista 'ssir b'żewġ qsari mimlija bl-ilma kiesaħ u sħun kif ukoll flixkun. L-aħħar huwa dipped fl-ilma kiesaħ, tubu plagg, imbagħad ittrasferiti lil sħun. Meta l-gass fil-flixkun jibda biex iwettqu xogħol mekkaniku u ejects-plagg. magna Ewwel kombustjoni esterna bbażat fuq il-proċess kompletament. Madankollu, wara l-inventur induna li s-sħana tista 'tintuża għat-tisħin. Għalhekk, il-prestazzjoni żdied b'mod konsiderevoli. Iżda anke dan ma jgħinu l-magna li jinxterdu.

Aktar tard ERICKSON, inġinier mill-Iżvezja, titjib joffru disinn mkessħa u gass imsaħħan bi pressjoni kostanti minflok volum. Bħala riżultat, ħafna kopji beda jintuża għal xogħol fil-minjieri, fuq il-bastimenti u fl-istampar. Iżda għall-ekwipaġġi, kienu tqal wisq.

Kombustjoni Magni esterni mis-sentenza Philips

Dawn il-muturi huma tat-tipi li ġejjin:

• fwar;
• -turbina tal-fwar;
• Stirling.

It-tip aħħar ma żviluppawx minħabba l-affidabilità baxxa u l-oħrajn mhumiex l-ogħla rati meta mqabbla ma 'tipi oħra ta' unitajiet deher. Madankollu, fl-1938, Philips tkompliet xogħol. Magni saru użati biex issuq ġeneraturi f'oqsma neelektrofitsirovannyh. Fl-1945, inġiniera tal-kumpanija sabu lilhom inkella l-użu: jekk l-xaft li spin b'mutur elettriku, l-tkessiħ tal-cylinder head niġu għall nieqes 190 gradi Celsius. Imbagħad ġie deċiż li jintużaw f'sistemi ta 'refriġerazzjoni mtejba magna Stirling.

prinċipju ta 'operazzjoni

L-azzjoni tal-mutur huwa li joperaw fuq iċ-ċikli termodinamika, li fih iseħħ fi jvarjaw kompressjoni temperatura u l-espansjoni. Għalhekk ir-regolament fluss fluwidu operattiv hija rrealizzata billi tvarja l-volum (jew pressjoni - jiddependi fuq il-mudell). Dan huwa l-prinċipju tal-maġġoranza ta 'dawn il-magni, li jista' jkollhom funzjonijiet differenti u skemi disinn. Magni jistgħu reċiprokanti jew rotatorju. Magni bil-unitajiet tagħhom joperaw bħala pompi tas-sħana, tagħmir li jkessaħ, ġeneraturi pressjoni u l-bqija.

Barra minn hekk, hemm magni miftuħa taċ-ċiklu, fejn ir-regolamentazzjoni fluss realizzati permezz ta 'valvoli. Li huma msejħa magni ERICKSON, minbarra l-isem komuni l-isem ta Stirling. Il-ħidma utli ICE isir wara t-kompressjoni tal-injezzjoni ta 'arja u l-fjuwil, tisħin l-taħlita li tirriżulta kienet imħallta ma' kombustjoni u l-espansjoni.

Il-prinċipju ta 'ħidma magna Stirling huwa l-istess: f'temperatura baxxa huwa kompressat, u fil għolja - espansjoni. Madankollu, tisħin differenti titwettaq: is-sħana huwa fornut minn barra mill-ħajt taċ-ċilindru. Għalhekk, huwa mitlub b'magna tal-kombustjoni esterna. Stirling użat il-bidla fit-temperatura perjodiċi mal-pistun ispostament. Aħħar gass jiċċaqlaq minn kamra ċilindru wieħed għall-ieħor. Min-naħa waħda, kontinwament temperatura baxxa, u fuq l-oħra - għoli. Meta jiċċaqalqu l pistun l fuq jiċċaqlaq gass minn hot fil-kavità kesħa u 'l isfel - wara fil-sħun. L-ewwel gass jagħti ħafna ta 'sħana-friġġ, u mbagħad mill-heater tirċievi kemm hu taw. Bejn il-heater u riġeneratur friġġ tinsab - kavità mimlija b'materjal li gass jitfa 'sħana. Fil-riġeneratur fluss b'lura jirritornaha.

sistema propellant huwa konness ma 'pistun kompressjoni tal-gass fil-kesħa u jippermetti li jespandi fil-sħana. Bil-kompressjoni f'temperatura aktar baxxa tax-xogħol utli. Is-sistema sħiħa runs erba 'ċikli bi mozzjoni intermittenti. mekkaniżmu Crank b'hekk tiżgura l-kontinwità. Għalhekk, il-konfini qawwija bejn l-istadji taċ-ċiklu ma jkunx osservat, u l-effiċjenza magna Stirling ma titnaqqasx.

Meta wieħed iqis dan t'hawn fuq, il-konklużjoni hi li l-magna huwa magna bil-pistuni bi provvista tas-sħana esterna, fejn il-fluwidu operattiv ma jħallix l-ispazju magħluq u mhux mibdula. tpinġijiet magna Stirling juru sew l-apparat u prinċipju ta 'tħaddim tagħha.

dettalji tal-ħidma

Sun, l-elettriku, l-enerġija nukleari jew kull sors ieħor tas-sħana jistgħu jfornu l-enerġija fil-magna Stirling. Il-prinċipju ta 'operazzjoni tal-ġisem tiegħu huwa fl-użu ta' elju, idroġenu, jew bl-ajru. ċiklu termali perfetta għandu l-effiċjenza massima possibbli ta '30-40 fil-mija. Iżda ma 'riġeneratur effettiva tista' taħdem u ma 'effiċjenza ogħla. Riġenerazzjoni, tisħin u tas-sħana tkessiħ skambjaturi jipprovdu mibnija, mingħajr żjut tax-xogħol. Għandu jiġi nnutat li l-lubrikazzjoni magna bżonn ftit li xejn. Il-pressjoni medja fiċ-ċilindru huwa normalment 10-20 MPa. Għalhekk, teħtieġ sistema ta 'siġillar eċċellenti u l-possibbiltà ta' żejt jidħlu fil-kamra tax-xogħol.

karatteristiċi komparattivi

Ħafna ħaddiema llum magni ta 'dan it-tip li jużaw karburant likwidu. Għalhekk pressjoni kontinwa faċilment ikkontrollati, biex b'hekk jitnaqqsu l-emissjonijiet. In-nuqqas ta 'valvi Jipprovdi operazzjoni kwiet. Il-qawwa tal-magna komparabbli massa ma turbocharging, il-qawwa speċifika miksuba fl-output huwa ugwali għall-indiċi ta 'l-unità tad-diżil. Il-veloċità u t-torque huma indipendenti minn xulxin.

L-ispiża ta 'produzzjoni ta' magna hija ħafna ogħla mill-magna tal-kombustjoni interna. Iżda jirriżulta ir-rata b'lura fl-operazzjoni.

vantaġġi

Kwalunkwe mudell tal-magna Stirling għandha ħafna vantaġġi:

• Effiċjenza lejn id-disinn modern jista 'jkun sa sebgħin fil-mija.
• Fil-magna għandhom sistema ta 'ignition għolja, camshaft u l-valvoli. Dan ma jeħtieġx li jiġu aġġustati matul il-perjodu kollu ta 'tħaddim.
• Stirling ma jkollhom l-isplużjoni fil-magna tal-kombustjoni interna, li huwa tagħbija tqila fuq il-krankxaft, berings u vireg ta 'konnessjoni.
• Peress li ma jkollhomx dak l-effett, qal li "l-magna waqfu."
• Grazzi għall-sempliċità tagħha l-apparat jista 'jitħaddem għal żmien twil.
• Hija tista 'taħdem fuq l-injam, u nukleari u kull tip ieħor ta' karburant.
• Kombustjoni ssir barra tal-mutur.

nuqqasijiet

• L-iżvantaġġ ewlieni tad-disinn huwa l-konsum tagħha ta 'materjali.
• Il-fluwidu operattiv jiġu mkessħa, minħabba dak id-dimensjonijiet huma miżjuda sostanzjalment.
• Għal ICE b'karatteristiċi ekwivalenti meħtieġa li jużaw pressjoni għolja.
• Permezz ta 'ħidma l-sħana tal-ġisem hija pprovduta mill-ħajt tal-heat exchanger, fejn il-konduttività termali limitat.
• Biex jinbidlu l- qawwa tal-magna, jibdlu l-volum tal -tank buffer, il-pressjoni medja tal-fluwidu operattiv, l-angolu fażi bejn il displacer u l-pistun.

applikazzjoni

Bħalissa, il-ġeneratur magna Stirling użati f'bosta oqsma. Dan huwa sors versatili ta 'enerġija elettrika fl refriġeraturi, pompi, sottomarini u impjanti ta' enerġija solari. Huwa permezz tal-użu ta 'tipi varji ta' karburant hemm possibbiltà ta 'użu mifrux tagħhom.

rebirth

Dawn il-magni darb'oħra beda jikber grazzi għall Philips. Fin-nofs tas-seklu għoxrin li jkun iffirma ftehim General Motors. Hija wasslu lill-iżvilupp ta 'Stirling għall-użu fl-ispazju u apparat taħt l-ilma, vapuri u l-karozzi. Wara minnhom kumpannija oħra mill-Iżvezja, Stirling Uniti, saret involuti fl-iżvilupp tagħhom, inkluż l-użu possibbli fil-karozzi tal-passiġġieri.

Illum magna lineari Stirling hija użata fuq installazzjonijiet taħt il-baħar, kożmika u apparat solari. Ta 'interess kbir li huwa kkawżat minħabba l-rilevanza tal-kwistjonijiet tad-degradazzjoni ambjentali, kif ukoll kontroll tal-ħoss. Fil-Kanada u l-Istati Uniti, il-Ġermanja u Franza, u l-Ġappun qed jippruvaw b'mod attiv biex jiżviluppaw u jtejbu l-użu tagħha.

-futur

vantaġġi ovvji li jkollha pistun u magna li jdur tal-Stirling jikkonsisti fil-ħajja twila, l-użu ta 'karburanti differenti, ħoss baxx u tossiċità baxxa, jagħmilha magna promettenti ħafna kombustjoni interna għall-isfond. Madankollu, minħabba l-fatt li l-magna tal-kombustjoni interna fil-ħinijiet kollha biex itejbu, ma jistax jiġi faċilment miċħud. Xorta waħda, dan huwa l-magna llum tokkupa pożizzjoni ta 'tmexxija, u teħodhom fil-futur qarib mhix bi ħsiebha.