Новости

26.01.2010

Низкотемпературный двигатель Стирлинга. Действующая модель

Двигатель внешнего сгорания, изобретённый Стирлингом в 1816 году, работает на разнице температур нагреваемого элемента и радиатора. Изготовление механизма такого уровня точности требует работы исполнителей - механиков высшей квалификации. На видео представлена модель двигателя Стирлинга, работающая от нагрева цилиндра вытеснителя горячей водой с температурой 100°С, залитой в чашку. Для работы двигателя необходимо поддерживать разность температур между нижней и верхней пластинами цилиндра вытеснителя не менее 60-80°С.
В чем же суть запуска работы модели теплового низкотемпературного двигателя Стирлинга, «КОФЕКОР»?
В чашку заливается только что вскипяченная вода. Для запуска и работы модели необходим источник тепла с начальной температурой около 100°С. Хорошо, если диаметр чашки совпадает или немного меньше диаметра цилиндра вытеснителя. Если вода будет смачивать нижнюю пластину, - двигатель можно запускать через 10-15 секунд, а если ее уровень не доходит до края чашки 2-3 мм, - через 30-40 секунд. Запуск производится легким толчком маховика.
Различают три типа двигателя Стирлинга: «альфа», «бета» и «гамма». Эта модель относится к типу «гамма». Рабочий цилиндр расположен на крышке цилиндра вытеснителя. Через прозрачную стенку цилиндра вытеснителя виден поршень. Он не касается боковых стенок, не создает давления или разрежения и при работе только перемещает воздух внутри цилиндра от нижней пластины к верхней и обратно.
Поскольку работа, затрачиваемая рабочим поршнем на сжатие рабочего тела (воздуха) меньше работы, которую поршень совершает при расширении рабочего тела, - двигатель вырабатывает полезную механическую энергию.
С точки зрения термодинамики рабочий цикл двигателя Стирлинга определяется как замкнутый регенеративный цикл.
Исключим источник тепловой энергии в виде горячей воды и поставим, для наглядности, двигатель Стирлинга на перевернутую пустую чашку. Он будет работать еще несколько минут без внешнего источника тепла, используя тепло, запасенное нижней пластиной цилиндра вытеснителя. На запасе горячей воды около полулитра, с начальной температурой около 100°С, эта модель работает не менее 10 минут. При этом вода в чашке остывает до 60-70°С, а верхняя пластина, с которой избыточное тепло не успевает полностью удаляться в атмосферу, нагревается на несколько градусов. Чтобы продлить работу двигателя, можно заменить воду или поставить на верхнюю пластину стаканчики со льдом.
Работа двигателя Стирлинга на чашке с горячим чаем действительно завораживает.
Модель изготавливается на заказ. Возможно изготовление в виде набора деталей для домашней сборки.
Специалисты ООО «Полиформпласт» спроектировали и изготовили несколько видов двигателей Стирлинга. На следующей странице Вы можете увидеть двигатель, работающий на разнице температур 300°С (со спиртовкой). В разработке находится модель для разницы температур не более 20°С.
Посмотрите ролик - это действительно интересно!
Хочется понять: КАК ЭТО РАБОТАЕТ?
ИЗУЧАЙТЕ ТЕРМОДИНАМИКУ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ МОДЕЛЯХ!



Вернуться к списку новостей