motor Stirling – principio de funcionamiento. El motor Stirling de baja temperatura (foto)

motor Stirling, el principio de que es cualitativamente diferente de la habitual para todos los motores de combustión interna, una vez que fue el último en competir. Sin embargo, en algún momento se olvidó de él. Como se utiliza este motor hoy en día, lo que es el principio de su funcionamiento (en el artículo también se pueden encontrar los dibujos de motor Stirling que demuestran su obra), y cuáles son las perspectivas de futuro uso, véase más adelante.

historia

En 1816, Robert Stirling en Escocia fue patentado motor térmico, hoy nombrado en honor a su inventor. Los primeros motores de aire caliente se inventaron antes que él. Pero Stirling añadió al filtro de dispositivo que en la literatura técnica se llama un regenerador o un intercambiador de calor. Gracias a él, el aumento de rendimiento del motor mientras sostiene la unidad en calor.

reconoció máquina de vapor más duradero disponible en el momento del motor, ya que nunca explotó. Antes de él, otros motores tal problema se produce con frecuencia. A pesar del éxito inicial, a principios del siglo XX, a partir de su desarrollo se redujo, ya que se ha vuelto menos rentable en comparación con los otros emergentes, entonces los motores de combustión interna y motores eléctricos. Sin embargo, Stirling se sigue utilizando en algunas industrias.

motor de combustión externa

El principio de funcionamiento de todos los motores térmicos es que las grandes fuerzas mecánicas que con una compresión fría en el estado expandido para el gas necesario. Para demostrar esta experiencia se puede llevar a cabo con dos ollas llenas de agua fría y caliente, así como una botella. Este último se sumerge en agua fría, el tubo de enchufe, después se transfirió a un caliente. Cuando el gas en la botella comienza a realizar un trabajo mecánico y expulsa el tapón. En primer motor de combustión externa basa en el proceso completo. Sin embargo, más tarde, el inventor se dio cuenta de que el calor se puede utilizar para la calefacción. Por lo tanto, el rendimiento ha aumentado considerablemente. Pero incluso esto no ayudó a que el motor se ha generalizado.

Más tarde Erickson, un ingeniero de Suecia, con un diseño mejorado enfría y calienta el gas a presión constante en lugar de volumen. Como resultado, una gran cantidad de copias se comenzó a utilizar para el trabajo en las minas, en los barcos y en la impresión. Sin embargo, para las tripulaciones, que eran demasiado pesados.

Motores de combustión externa de Philips

Estos motores son de los siguientes tipos:

• vapor;
• la turbina de vapor;
• Stirling.

El último tipo no se desarrolló debido a la baja fiabilidad y los otros no son las tasas más altas en comparación con otros tipos de unidades aparecido. Sin embargo, en 1938, Philips ha reanudado el trabajo. Los motores se han acostumbrado a conducir generadores en áreas neelektrofitsirovannyh. En 1945, los ingenieros de la compañía han encontrado que utilizan de alguna manera: si el eje para hacer girar un motor eléctrico, la refrigeración de la culata viene a menos ciento noventa grados Celsius. Entonces se decidió a ser utilizado en sistemas de refrigeración mejorado motor Stirling.

principio de funcionamiento

La acción del motor es para operar en los ciclos termodinámicos, en la que se produce en diferentes compresión temperatura y expansión. Así, la regulación del flujo de fluido de trabajo se realiza mediante la variación del volumen (o presión – dependiendo del modelo). Este es el principio de la mayoría de estas máquinas, que puede tener diferentes funciones y esquemas de diseño. Los motores pueden ser alternativo o rotativo. Las máquinas con sus unidades funcionan como bombas de calor, refrigeradores, generadores de presión y así sucesivamente.

Además, existen motores de ciclo abierto, donde la regulación de flujo se realiza a través de las válvulas. Que están llamados motores de Erickson, además del nombre común del nombre de Stirling. El trabajo útil ICE se lleva a cabo después de la pre-compresión de la inyección de aire y combustible, calentando la mezcla resultante se mezcló con la combustión y expansión.

El principio de funcionamiento del motor Stirling es el mismo: a baja temperatura se comprime, y a alta – expansión. Sin embargo, calefacción diferente se lleva a cabo: el calor se suministra desde fuera a través de la pared del cilindro. Por lo tanto, se le llama un motor de combustión externa. Stirling utiliza el cambio periódico de la temperatura con el pistón de desplazamiento. Última gas se mueve de una cámara del cilindro a otro. Por un lado, constantemente baja temperatura, y por el otro – alta. Cuando se mueve el pistón hacia arriba mueve de gas de la caliente a la cavidad fría y hacia abajo – de nuevo en el caliente. Primer gas da una gran cantidad de calor del refrigerador, y después desde el calentador recibe todo lo que daba. Entre el calentador y un regenerador refrigerador situado – una cavidad llena con un material que gas emite calor. En el regenerador de flujo inverso devuelve.

sistema propulsor está conectado con un pistón de compresión del gas en el frío y permitiendo su expansión en el calor. Por compresión a una temperatura inferior el trabajo útil. Todo el sistema se ejecuta cuatro ciclos con movimiento intermitente. por lo tanto mecanismo de manivela asegura la continuidad. Por lo tanto, no se observa límites definidos entre las etapas del ciclo, y la eficiencia del motor Stirling no disminuye.

Considerando lo anterior, la conclusión es que el motor es un motor de pistón con un suministro de calor externo, en el que el fluido de trabajo no deja el espacio cerrado y no se sustituye. dibujos motor Stirling ilustran bien el dispositivo y su principio de funcionamiento.

detalles de la obra

Sol, electricidad, energía nuclear o cualquier otra fuente de calor puede suministrar energía al motor Stirling. El principio de funcionamiento de su cuerpo está en el uso de helio, hidrógeno, o aire. ciclo térmico perfecto tiene la máxima eficiencia posible de desde de treinta a cuarenta por ciento. Pero con un regenerador efectivo que puede trabajar y con mayor eficiencia. Regeneración, de calefacción y de calor de enfriamiento intercambiadores proporcionan construidas, sin aceites de trabajo. Cabe señalar que la lubricación del motor necesita muy poco. La presión media en el cilindro es por lo general de 10 a 20 MPa. Por lo tanto, se requiere un sistema de sellado excelente y la posibilidad de aceite que entra en la cámara de trabajo.

características comparativas

La mayoría de los motores de hoy en día los trabajadores de este tipo utilizando combustible líquido. Por lo tanto la presión continua controlarse fácilmente, lo que reduce las emisiones. La ausencia de válvulas proporciona un funcionamiento silencioso. El poder de motor comparable masa con turbocompresor, la potencia específica obtenida a la salida es igual al índice de la unidad diesel. La velocidad y el par son independientes el uno del otro.

El coste de producción del motor es mucho mayor que el motor de combustión interna. Pero resulta que la velocidad inversa en la operación.

ventajas

Cualquier modelo del motor Stirling tiene muchas ventajas:

• Eficiencia en el diseño moderno puede ser de hasta el setenta por ciento.
• En el motor con sistema de encendido de alta, un árbol de levas y las válvulas. No necesita ser ajustado durante todo el período de funcionamiento.
• Stirling no tiene la explosión en el motor de combustión interna, que es una carga pesada en el cigüeñal, los cojinetes y bielas.
• Ya que no tienen ese efecto, diciendo que "el motor se paró."
• Gracias a su simplicidad, el dispositivo puede funcionar durante mucho tiempo.
• Puede funcionar en la madera, y la energía nuclear y cualquier otro tipo de combustible.
• La combustión tiene lugar fuera del motor.

deficiencias

• La principal desventaja del diseño es su consumo de materiales.
• El fluido de trabajo a ser enfriado, por lo que las dimensiones se aumentan sustancialmente.
• Para ICE con iguales características necesarias para utilizar una alta presión.
• Al trabajar el calor del cuerpo se suministra a través de la pared del intercambiador de calor, en el que la conductividad térmica limitada.
• Para cambiar la potencia del motor, cambiar el volumen del tanque buffer, la presión media del fluido de trabajo, el ángulo de fase entre el desplazador y el pistón.

solicitud

Actualmente, el generador motor Stirling utiliza en muchos campos. Es una fuente versátil de energía eléctrica en los refrigeradores, las bombas, submarinos y plantas de energía solar. Es a través del uso de diferentes tipos de combustible que existe la posibilidad de su uso generalizado.

renacimiento

Estos motores comenzaron a crecer de nuevo gracias a Philips. A mediados del siglo XX que ha firmado un acuerdo de General Motors. Ella dirigió el desarrollo de Stirling para su uso en el espacio y dispositivos submarinos, barcos y coches. Después de ellos otra compañía de Suecia, Estados Stirling, se involucró en su desarrollo, incluyendo el posible uso en vehículos de pasajeros.

Hoy motor Stirling lineal se utiliza en instalaciones submarinas, cósmica y dispositivos solares. De gran interés para él es causado debido a la relevancia de las cuestiones de la degradación del medio ambiente, así como el control del ruido. En Canadá y Estados Unidos, Alemania y Francia, y Japón están buscando activamente a desarrollar y mejorar su uso.

el futuro

Las ventajas obvias que tiene un pistón y un motor rotativo de la Stirling que consiste en una larga vida útil, el uso de diferentes combustibles, bajo ruido y baja toxicidad, hace que sea un motor de combustión interna muy prometedor para el fondo. Sin embargo, dado el hecho de que el motor de combustión interna en todo momento para mejorar, no se puede ignorar fácilmente. De todos modos, este es el motor de la actualidad ocupa una posición de liderazgo, y llevarlos en un futuro próximo no tiene la intención.