تشكيلعلم

محرك ستيرلينغ - مبدأ العمل. محرك ستيرلينغ درجات الحرارة المنخفضة (صورة)

محرك ستيرلينغ، ومبدأ الذي هو مختلف نوعيا عن المعتاد لجميع من محرك الاحتراق الداخلي، كان يوما آخر من المنافسة. ومع ذلك، في وقت نسي ذلك. كما يستخدم هذا المحرك اليوم، ما هو مبدأ عملها (في المادة يمكن أيضا أن تكون موجودة في محرك ستيرلينغ الرسومات التي تثبت عمله)، وما هي آفاق استخدامها في المستقبل، انظر أدناه.

قصة

في 1816، كان على براءة اختراع روبرت ستيرلينغ في اسكتلندا حرارة المحرك، اسمه اليوم تكريما لمخترعها. تم اختراع أول محرك الهواء الساخن قبله. لكن ستيرلينغ إضافة إلى نظافة الجهاز الذي في الأدب الفني يسمى إعادة التوليد أو مبادل حراري. شكرا له، وزيادة أداء المحرك أثناء الضغط وحدة في الحرارة.

اعترف المحرك المحرك البخاري الأكثر دواما المتاحة في ذلك الوقت، لأنه لم تنفجر. قبله، تحدث المحركات الأخرى مثل هذه المشكلة في كثير من الأحيان. وعلى الرغم من النجاح المبكر، في أوائل القرن العشرين، انخفض من تطورها، كما أنه أصبح أقل بالمقارنة مع الناشئة ثم غيرها من التدابير الفعالة من حيث التكلفة محركات الاحتراق الداخلي والمحركات الكهربائية. ومع ذلك، كان ستيرلينغ لا تزال تستخدم في بعض الصناعات.

محرك الاحتراق الخارجي

مبدأ تشغيل جميع المحركات الحرارية هو أن القوى الميكانيكية كبيرة من مع ضغط الباردة في ولاية موسعة للغاز الحاجة. لإظهار يمكن أن يتم هذه التجربة خارج مع اثنين من الأواني مملوء بالماء البارد والساخن وكذلك زجاجة. وتراجع هذا الأخير في الماء البارد، أنبوب المكونات، ثم نقل إلى حار. عندما يبدأ الغاز في زجاجة لأداء الأعمال الميكانيكية وإخراج المكونات. أول محرك الاحتراق الخارجي على أساس عملية تماما. ومع ذلك، أدرك في وقت لاحق المخترع أن الحرارة يمكن أن تستخدم لأغراض التدفئة. وهكذا، ازداد الأداء بشكل كبير. ولكن حتى هذا لم يساعد المحرك لتصبح على نطاق واسع.

في وقت لاحق إريكسون، وهو مهندس من السويد، تبريد تحسين عرض تصميم والغاز والتدفئة في الضغط المستمر بدلا من الصوت. ونتيجة لذلك، بدأ الكثير من نسخ لاستخدامها في العمل في المناجم، على السفن والطباعة. ولكن بالنسبة للفرق، كانت ثقيلة جدا.

محركات الاحتراق الخارجي من فيليبس

هذه المحركات هي من الأنواع التالية:

  • البخار،
  • التوربينات البخارية.
  • ستيرلينغ.

وقال إن النوع الأخير لم تتطور المقرر أن موثوقية منخفضة والبعض الآخر ليس كذلك أعلى معدلات مقارنة مع أنواع أخرى من وحدات يبدو. ومع ذلك، في عام 1938، استأنفت فيليبس العمل. أصبحت المحركات المستخدمة لدفع المولدات في المناطق neelektrofitsirovannyh. في عام 1945، مهندسي الشركة قد وجدت لهم استخدام غير ذلك: إذا كان رمح تدور بمحرك كهربائي، وتبريد الاسطوانة يأتي إلى ناقص 190 درجة مئوية. ثم تقرر لاستخدامها في أنظمة التبريد تحسين محرك ستيرلينغ.

مبدأ العملية

عمل المحرك هو أن تعمل على دورات الحرارية، والذي يحدث في متفاوتة ضغط درجة الحرارة والتوسع. وهكذا يتحقق تنظيم تدفق السوائل العمل من خلال تغيير حجم (أو الضغط - اعتمادا على نموذج). هذا هو مبدأ الغالبية العظمى من هذه الأجهزة، التي يمكن أن يكون لها وظائف مختلفة وبرامج التصميم. محركات يمكن ترددية أو دوارة. الأجهزة مع وحداتهم تعمل كما مضخات الحرارة وأجهزة التبريد ومولدات الضغط وهلم جرا.

وبالإضافة إلى ذلك، هناك محركات ذات الدورة المفتوحة، حيث أدركت تنظيم تدفق من خلال الصمامات. التي يطلق عليها محركات إريكسون، إلى جانب الاسم الشائع اسم ستيرلينغ. ويتم العمل المفيد ICE من بعد ما قبل ضغط حقن الهواء والوقود والتدفئة والخليط الناتج مختلطة مع الاحتراق والتوسع.

مبدأ محرك ستيرلينغ العمل هو نفسه: في درجة حرارة منخفضة وضغط، وفي ارتفاع - التوسع. ومع ذلك، ويتم تسخين مختلفة من: يتم توفير الحرارة من الخارج من خلال جدار الاسطوانة. ولذلك، فإنه يسمى محرك الاحتراق الخارجي. تستخدم ستيرلينغ التغير في درجة الحرارة الدوري مع مكبس التشريد. يتحرك الغاز الماضي من غرفة اسطوانة واحدة إلى أخرى. من جهة، باستمرار درجة حرارة منخفضة، ومن ناحية أخرى - عالية. عند تحريك المكبس يتحرك الغاز أعلى من حار إلى بارد تجويف وهبوطا - العودة الى حار. أول كميات من الغاز يعطي الكثير من الحرارة في الثلاجة، ثم من سخان يتلقى بقدر ما أعطى. بين المدفأة وإعادة التوليد الثلاجة الواقعة - تجويف مليئة المواد التي تعطي الغاز قبالة الحرارة. في إعادة توليد التدفق العكسي يعيدها.

يرتبط نظام بالوقود مع مكبس ضغط الغاز في البرد والسماح للتوسع في الحرارة. بواسطة ضغط في انخفاض درجة الحرارة العمل المفيد. يعمل النظام كله أربع دورات مع حركة متقطعة. وبالتالي آلية كرنك يضمن الاستمرارية. لذلك، حدود حادة بين مراحل دورة لا يلاحظ، وكفاءة محرك ستيرلينغ لا نقصان.

وبالنظر إلى ما سبق، فإن الاستنتاج هو أن المحرك هو محرك المكبس مع إمدادات الحرارة الخارجية، حيث وسائل العمل لا يترك مكان مغلق وليس استبدالها. رسومات محرك ستيرلينغ توضح جيدا الجهاز ومبدأ عملها.

تفاصيل العمل

الشمس، والكهرباء، والطاقة النووية أو أي مصدر حراري آخر يمكن تزويد الطاقة في محرك ستيرلينغ. مبدأ عمل جثته في استخدام الهيليوم والهيدروجين، أو الهواء. دورة الحرارية مثالية لديها أقصى كفاءة ممكنة من 30-40 في المئة. ولكن مع إعادة التوليد فعالة يمكنها أن تعمل ومع كفاءة أعلى. توفر تجديد والتدفئة والتبريد الحرارة المبادلات بنيت بدون زيوت العمل. وتجدر الإشارة إلى أن تزييت المحرك يحتاج سوى القليل جدا. ضغط متوسط في الاسطوانة هو عادة 10-20 ميجا باسكال. وبالتالي، فإنه يتطلب وجود نظام الختم الممتاز وإمكانية الدخول للنفط في غرفة العمل.

خصائص المقارنة

معظم العمال محركات اليوم من هذا النوع باستخدام الوقود السائل. وبالتالي الضغط المستمر السيطرة عليها بسهولة، وبالتالي الحد من الانبعاثات. غياب صمامات يوفر عملية هادئة. قوة المحرك مقارنة الشامل مع الشحن التوربيني، قوة معينة حصلت في الإخراج تساوي مؤشر وحدة الديزل. السرعة وعزم الدوران هي مستقلة عن بعضها البعض.

تكلفة إنتاج محرك أعلى بكثير من محرك الاحتراق الداخلي. ولكن تبين أن معدل العكسي في العملية.

مزايا

أي نموذج من محرك ستيرلينغ العديد من المزايا:

  • الكفاءة في التصميم الحديث يمكن أن تصل إلى سبعين في المئة.
  • في المحرك لديها نظام الإشعال عالية، عمود الحدبات والصمامات. وهو ليس في حاجة إلى تعديل خلال كامل فترة العملية.
  • ستيرلينغ لا تملك انفجار في محرك الاحتراق الداخلي، وهو عبء ثقيل على العمود المرفقي، والمحامل وربط قضبان.
  • كما لم يكن لديهم هذا الشأن، قائلا ان "المحرك توقف".
  • بفضل بساطته الجهاز يمكن تشغيلها لفترة طويلة.
  • ويمكن أن تعمل على الخشب، والطاقة النووية وأي نوع آخر من الوقود.
  • احتراق يحدث خارج المحرك.

القصور

  • العيب الرئيسي للتصميم استهلاكها من المواد.
  • وسائل العمل إلى أن تبرد، بسبب ما زاد أبعاد كبيرة.
  • لICE ذات الخصائص متساوية اللازمة لاستخدام الضغط العالي.
  • من خلال العمل على حرارة الجسم يتم توفيره من خلال جدار مبادل حراري، والتي الموصلية الحرارية محدودة.
  • لتغيير قوة المحرك، و تغيير حجم خزان العازلة، والضغط المتوسط من وسائل العمل، وزاوية الطور بين المحل ومكبس.

تطبيق

حاليا، محرك ستيرلينغ مولد استخدامها في العديد من المجالات. وهو مصدر تنوعا من الطاقة الكهربائية في الثلاجات والمضخات والغواصات ومحطات توليد الطاقة الشمسية. ومن خلال استخدام أنواع مختلفة من الوقود هناك إمكانية استخدامه على نطاق واسع.

ولادة جديدة

بدأت هذه المحركات مرة أخرى في النمو بفضل فيليبس. في منتصف القرن العشرين وقعت عليها اتفاق جنرال موتورز. قادت تطوير ستيرلينغ للاستخدام في الفضاء والأجهزة تحت الماء والسفن والسيارات. بعدهم شركة أخرى من السويد، الولايات المتحدة ستيرلينغ، انخرط في تنميتها، بما في ذلك إمكانية استخدامها في سيارات الركاب.

ويستخدم اليوم الخطية ستيرلينغ محرك على المنشآت تحت سطح البحر، الكونية والأجهزة الشمسية. من هو سبب الاهتمام الكبير بها نظرا لأهمية قضايا التدهور البيئي، وكذلك التحكم في الضوضاء. في كندا والولايات المتحدة وألمانيا وفرنسا، واليابان تسعى جاهدة لتطوير وتحسين استخدامها.

المستقبل

مزايا واضحة والتي لديها المكبس و المحرك الدوار من ستيرلينغ تتألف في الخدمة الطويلة في الحياة، واستخدام أنواع مختلفة من الوقود، وانخفاض الضوضاء وسمية منخفضة، ويجعل من محرك الاحتراق الداخلي واعدة جدا للخلفية. ومع ذلك، نظرا لحقيقة أن محرك الاحتراق الداخلي في جميع الأوقات لتحسين، فإنه لا يمكن تجاهلها بسهولة. على أي حال، وهذا هو محرك اليوم تحتل مكانة رائدة، وأخذها في المستقبل القريب لا تنوي.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ar.birmiss.com. Theme powered by WordPress.