Kako napraviti Stirling motor kod kuće? Elektrane sa Stirlingovim motorom - jednostavnost, efikasnost i sigurnost okoliša Učinite sami Stirlingov motor s vanjskim sagorijevanjem.

Stirlingov motor je motor koji se može pokretati toplinskom energijom. U ovom slučaju, izvor topline apsolutno nije važan. Glavna stvar je da postoji temperaturna razlika, u kom slučaju će ovaj motor raditi. Autor je smislio kako napraviti model takvog motora od limenke Coca-Cole.

U završnoj fazi, poklopac se mora rezati kao što je prikazano na slici. To je učinjeno tako da se žica izmjenjivača ne zakači za rubove poklopca. Za takav rad prikladne su kućne makaze.

Kao rezultat toga, s jedne strane vate morate formirati spiralu od žice tako da ne izlazi iz vate, a s druge strane je napravljena petlja od žice. Zatim se za ovu petlju veže uže za pecanje, koja se zatim provlači kroz središte dijafragme. Vulkanizirana guma bi trebala biti u sredini posude.

U završnoj fazi, cijeli mehanizam se sastavlja zajedno.

Ekologija potrošnje Nauka i tehnologija: Stirlingov motor se najčešće koristi u situacijama kada je potreban uređaj za pretvaranje toplotne energije, koji karakteriše jednostavnost i efikasnost.

Prije manje od stotinu godina, motori s unutrašnjim sagorijevanjem pokušali su zadobiti svoje mjesto u konkurenciji među ostalim dostupnim mašinama i pokretnim mehanizmima. Štaviše, u tim danima superiornost benzinski motor nije bilo tako očigledno. Postojeće mašine koje su pokretale parne mašine odlikovale su se svojom tihošću, odličnim karakteristikama snage za to vreme, lakoćom održavanja i mogućnošću upotrebe razne vrste gorivo. U daljoj borbi za tržište, motori sa unutrašnjim sagorevanjem su, zbog svoje efikasnosti, pouzdanosti i jednostavnosti, dobili prednost.

Dalja trka za unapređenjem agregata i pogonskih mehanizama, u koje su gasne turbine i rotacioni tipovi motora ušli sredinom 20. veka, dovela je do toga da se, uprkos prevlasti benzinskog motora, pokušavalo da se potpuno uvede nova vrsta motori - termički, prvi je izumio davne 1861. godine škotski svećenik po imenu Robert Stirling. Motor je dobio ime svog tvorca.

STIRLING MOTOR: FIZIČKA STRANA PROBLEMA

Da biste razumjeli kako radi stolna Stirlingova elektrana, morate razumjeti opće informacije o principima rada toplotnih motora. Fizički, princip rada je korištenje mehaničke energije, koja se dobiva kada se plin širi kada se zagrije i njegova naknadna kompresija kada se ohladi. Da bismo demonstrirali princip rada, možemo dati primjer koji se temelji na običnoj plastičnoj boci i dvije posude, od kojih jedna sadrži hladnu vodu, a druga vruća.

Prilikom spuštanja boce u hladnom vodom, čija je temperatura bliska temperaturi stvaranja leda, kada se vazduh unutar plastične posude dovoljno ohladi, treba je zatvoriti čepom. Dalje, kada se boca stavi u kipuću vodu, nakon nekog vremena čep "puca" silinom, jer je u ovom slučaju rad zagrijanog zraka bio višestruko veći od onog koji je učinjen pri hlađenju. Ako se eksperiment ponovi mnogo puta, rezultat se ne mijenja.

Prve mašine koje su napravljene pomoću Stirlingovog motora precizno su reproducirali proces demonstriran u eksperimentu. Naravno, mehanizam je zahtijevao poboljšanje, koje se sastojalo u korištenju dijela topline koju je plin izgubio tokom procesa hlađenja za dalje zagrijavanje, omogućavajući da se toplina vrati u plin kako bi se ubrzalo zagrijavanje.

Ali čak ni korištenje ove inovacije nije moglo spasiti situaciju, budući da su prvi Stirllingovi bili drugačiji velike veličine pri maloj izlaznoj snazi. Nakon toga, više puta se pokušavalo modernizirati dizajn kako bi se postigla snaga od 250 KS. dovelo je do činjenice da je u prisustvu cilindra prečnika 4,2 metra stvarna izlazna snaga koju je proizvela Stirlingova elektrana od 183 kW u stvari bila samo 73 kW.

Svi Stirlingovi motori rade na principu Stirlingovog ciklusa, koji uključuje četiri glavne faze i dvije međufaze. Glavni su grijanje, ekspanzija, hlađenje i kompresija. Prijelaznom fazom se smatra prijelaz na generator hladnoće i prijelaz na grijaći element. Korisno djelo koju obavlja motor zasniva se isključivo na temperaturnoj razlici između dijelova za grijanje i hlađenje.

MODERNE STIRLING KONFIGURACIJE

Moderni inženjering razlikuje tri glavne vrste takvih motora:

• alfa stirling, čija je razlika dva aktivna klipa smještena u nezavisnim cilindrima. Od sve tri opcije, ovaj model se najviše razlikuje velike snage, sa najvišom temperaturom grejnog klipa;
• beta stirling, zasnovan na jednom cilindru, čiji je jedan dio vruć, a drugi hladan;
• Gamma Stirling, koji pored klipa ima i izmjenjivač.

Proizvodnja Stirlingove elektrane ovisit će o izboru modela motora, koji će uzeti u obzir sve pozitivne i negativne strane sličan projekat.

PREDNOSTI I NEDOSTACI

Zahvaljujući vašem karakteristike dizajna Ovi motori imaju niz prednosti, ali nisu bez nedostataka.

Stolna Stirlingova elektrana, koja se ne može kupiti u trgovini, već samo od hobista koji samostalno sastavljaju takve uređaje, uključuju:

• velike veličine, koje su uzrokovane potrebom za stalnim hlađenjem radnog klipa;
• upotreba visokog pritiskašta je potrebno za poboljšanje performansi i snage motora;
• gubitak topline, koji nastaje zbog činjenice da se stvorena toplina ne prenosi na sam radni fluid, već kroz sistem izmjenjivača topline, čije zagrijavanje dovodi do gubitka efikasnosti;
• oštro smanjenje snage zahtijeva korištenje posebnih principa koji se razlikuju od onih tradicionalnih za benzinske motore.

Uz nedostatke, elektrane koje rade na Stirling jedinicama imaju neosporne prednosti:

• bilo koju vrstu goriva, jer kao i svi motori koji koriste toplinsku energiju, ovaj motor može raditi na temperaturnoj razlici u bilo kojem okruženju;
• efikasnost. Ovi uređaji mogu biti odlična zamjena za parne jedinice u slučajevima kada je potrebno obraditi solarnu energiju, pružajući 30% veću efikasnost;
• ekološka sigurnost. Budući da stolna kW elektrana ne stvara izduvni moment, ne proizvodi buku niti emituje emisije u atmosferu. štetne materije. Izvor energije je obična toplota, a gorivo skoro potpuno izgara;
• strukturalna jednostavnost. Za svoj rad, Stirling neće zahtijevati dodatni detalji ili uređaja. Može se samostalno pokrenuti bez upotrebe startera;
• povećan resurs performansi. Zbog svoje jednostavnosti, motor može pružiti stotine sati neprekidnog rada.

PODRUČJA PRIMJENE STIRLING MOTORA

Stirling motor se najčešće koristi u situacijama kada je potreban jednostavan uređaj za pretvaranje toplotne energije, dok je efikasnost ostalih tipova termičkih jedinica znatno niža u sličnim uslovima. Vrlo često se takve jedinice koriste u hrani pumpna oprema, rashladne komore, podmornice, baterije za skladištenje energije.

Jedan od obećavajućim pravcima područja upotrebe Stirling motora su solarne elektrane, jer se ova jedinica može uspješno koristiti za pretvaranje energije sunčevih zraka u električnu energiju. Da bi se izvršio ovaj proces, motor se postavlja u žarišnu tačku ogledala koje akumulira sunčeve zrake, što osigurava trajno osvjetljenje područja koje je potrebno grijati. Ovo omogućava da se solarna energija fokusira na malu površinu. Gorivo za motor u ovom slučaju je helijum ili vodonik. objavljeno

U kojem se radni fluid (gasovit ili tekući) kreće u zatvorenom volumenu, to je u suštini vrsta motora s vanjskim sagorijevanjem. Ovaj mehanizam se zasniva na principu periodičnog zagrijavanja i hlađenja radnog fluida. Energija se izvlači iz zapremine radnog fluida koji se pojavljuje. Stirlingov motor radi ne samo iz energije sagorijevanja goriva, već i iz gotovo bilo kojeg izvora. Ovaj mehanizam je patentirao Škot Robert Stirling 1816. godine.

Opisani mehanizam, unatoč niskoj efikasnosti, ima niz prednosti, prije svega, jednostavnost i nepretencioznost. Zahvaljujući tome, mnogi dizajneri amateri pokušavaju sastaviti Stirlingov motor vlastitim rukama. Neki uspevaju, a neki ne.

U ovom članku ćemo pogledati DIY Stirling od otpadnog materijala. Trebat će nam sljedeće prazne komade i alati: limenka (može od papalina), lim, spajalice, pjenasta guma, gumica, torba, rezači žice, kliješta, makaze, lemilica,

Sada počnimo sa sastavljanjem. Evo detaljna uputstva kako napraviti Stirlingov motor vlastitim rukama. Prvo morate oprati teglu, očistiti brusni papir ivice. Izrežemo krug od lima tako da stane na unutrašnje ivice limenke. Određujemo centar (za to koristimo čeljust ili ravnalo), napravimo rupu škarama. Sledeće uzimamo bakrene žice i spajalicu, poravnajte spajalicu i napravite prsten na kraju. Namotamo žicu oko spajalice - četiri čvrsta zavoja. Zatim pomoću lemilice kalajišite rezultirajuću spiralu s malom količinom lema. Zatim morate pažljivo zalemiti spiralu na rupu na poklopcu tako da šipka bude okomita na poklopac. Spajalica treba slobodno da se kreće.

Nakon toga potrebno je napraviti spojnu rupu u poklopcu. Od pjenaste gume izrađujemo izmjerenu gumu. Njegov prečnik treba da bude nešto manji od prečnika limenke, ali ne bi trebalo da postoji veliki razmak. Visina izmjenjivača je nešto više od polovine limenke. Izrezali smo rupu u sredini pjenaste gume za rukav, koji se može napraviti od gume ili plute. Ubacimo šipku u rezultirajuću čahuru i sve zapečatimo. Pomjernik mora biti postavljen paralelno s poklopcem, ovo važan uslov. Dalje, sve što ostaje je zatvoriti teglu i zatvoriti rubove. Šav mora biti zapečaćen. Sada počinjemo sa proizvodnjom radnog cilindra. Da biste to učinili, izrežite traku od lima dužine 60 mm i širine 25 mm, savijte rub 2 mm kliještima. Formiramo rukav, zatim lemimo rub, zatim morate lemiti rukav na poklopac (iznad rupe).

Sada možete početi sa izradom membrane. Da biste to učinili, izrežite komad filma iz vrećice, malo ga pritisnite prstom prema unutra, a rubove pritisnite elastičnom trakom. Zatim morate provjeriti ispravan sklop. Zagrijte dno tegle na vatri i povucite dršku. Kao rezultat toga, membrana bi se trebala saviti prema van, a ako se štap oslobodi, izmjenjivača ispod vlastitu težinu treba pasti, shodno tome, membrana se vraća na svoje mjesto. Ako odvajač nije pravilno napravljen ili lemljenje limenke nije hermetično, štap se neće vratiti na svoje mesto. Nakon toga izrađujemo radilicu i podupirače (razmak između radilice treba biti 90 stepeni). Visina radilica treba da bude 7 mm, a visina izmenjivača 5 mm. Dužina klipnjača određena je položajem radilice. Kraj poluge je umetnut u utikač. Pa smo pogledali kako sastaviti Stirlingov motor vlastitim rukama.

Takav mehanizam će raditi od obične svijeće. Ako pričvrstite magnete na zamašnjak i uzmete zavojnicu akvarijskog kompresora, tada takav uređaj može zamijeniti jednostavan električni motor. Kao što vidite, napraviti takav uređaj vlastitim rukama uopće nije teško. Postojala bi želja.

Stirlingov motor. Za gotovo svaku domaću osobu ova divna stvar može postati prava droga. Dovoljno je to učiniti jednom i vidjeti to na djelu, a poželjet ćete to učiniti iznova i iznova. Relativna jednostavnost ovih motora omogućava da se prave doslovno od smeća. Neću tu stati opšti principi i uređaj. O tome ima dosta informacija na internetu. Na primjer: Wikipedia. Prijeđimo odmah na konstrukciju najjednostavnijeg niskotemperaturnog gama-Stirlingovog.

Za izradu motora vlastitim rukama trebat će nam dva poklopca staklene tegle. Oni će služiti kao hladni i topli dijelovi. Rub ovih poklopaca je odrezan makazama.

U sredini jednog poklopca napravljena je rupa. Veličina rupe trebala bi biti nešto manja od promjera budućeg cilindra.

Kućište Stirling motora je izrezano plastična boca ispod mleka. Ove boce su samo podijeljene na prstenove. Trebaće nam jedan. Treba napomenuti da se boce mogu neznatno razlikovati za različite vrste mlijeka.

Tijelo je zalijepljeno na poklopac plastičnim epoksidom ili zaptivačem.

Telo markera savršeno je kao cilindar. Ovaj model ima poklopac koji je manji u prečniku od samog markera i može postati klip.

Mali dio je odrezan od markera. Odsječen je dio sa vrha kapice.

Ovo je displacer. Kada Stirlingov motor radi, on pomiče zrak unutar kućišta od vrućeg dijela do hladnog dijela i natrag. Napravljen od sunđera za pranje sudova. U sredini je zalijepljen magnet.

Budući da je gornji poklopac napravljen od lima, može biti privučen magnetom. Displacer se može zaglaviti. Da se to ne bi dogodilo, magnet mora biti dodatno pričvršćen kartonskim krugom.

Poklopac je punjen epoksidnom smjesom. Na oba kraja su izbušene rupe za pričvršćivanje magneta i držača klipnjače. Navoji u rupama se režu direktno vijkom. Ovi vijci su potrebni za fino podešavanje motor. Magnet u klipu je zalijepljen na vijak i podešen tako da, nalazeći se na dnu cilindra, privlači istisnik. Također ćete morati zalijepiti gumeni čep na ovaj magnet. Komad biciklističke cijevi ili gumica za brisanje će poslužiti. Graničnik je potreban kako bi se spriječilo prejako privlačenje magneta klipa i potisnika. U suprotnom, pritisak možda neće biti dovoljan da prekine magnetnu vezu.

On gornji dio Na klip je zalijepljena gumena brtva. Potreban je za nepropusnost i za zaštitu kućišta od pucanja.

Kućište klipa je izrađeno od gumene rukavice. Morate da odsečete mali prst.

Nakon što je kućište zalijepljeno, na vrh se zalijepi još jedna gumena brtva. Kroz gumene zaptivke a u kućištu se šilom probuši rupa. U ovu rupu je pričvršćen držač klipnjače. Ovaj držač je napravljen od vijka i zalemljene podloške.

Ambalaža od epoksida je savršeno funkcionirala kao držač radilice. Potpuno ista tegla može se uzeti od šumećih vitamina ili aspirina.

Dno ove tegle je odrezano i napravljene su rupe. U gornjem dijelu - za držanje radilice. Na dnu - za pristup nosaču klipnjače.

Radilica i klipnjača su izrađeni od žice. Bijele stvari su limiter. Napravljen od Chupa Chups cijevi. Iz ove cijevi se izrezuju mali komadi, a dobiveni dijelovi seku po dužini. To ih čini lakšim za stavljanje. Visina koljena je određena polovinom udaljenosti koju cilindar mora preći od najniže tačke do najviše tačke na kojoj magnetna veza prestaje da funkcioniše.

Dakle, svi smo spremni za prve testove. Prvo morate provjeriti nepropusnost. Morate dunuti u cilindar. Na sve fuge možete nanijeti pjenu od tečnosti za pranje posuđa. Najmanje curenje zraka i motor neće raditi. Ako je sve u redu sa zaptivkom, možete umetnuti klip i pričvrstiti kućište gumenom trakom.

U donjem položaju cilindra, potisnik treba povući do vrha. Zatim se cijela struktura postavlja na šolju sa vruća voda. Nakon nekog vremena, zrak unutar motora će se početi zagrijavati i potiskivati ​​klip van. U određenom trenutku, magnetna veza će se prekinuti i izmicač će pasti na dno. Na taj način će zrak u motoru prestati da dolazi u kontakt sa zagrijanim dijelom i počet će se hladiti. Klip će početi da se uvlači. U idealnom slučaju, klip bi trebao početi da se kreće gore-dolje. Ali to se možda neće dogoditi. Ili pritisak neće biti dovoljan da se klip pomeri, ili će se vazduh previše zagrejati i klip se neće uvući do kraja. Shodno tome, ovaj motor može imati mrtve zone. Nije posebno strašno. Glavna stvar je da mrtve zone nisu prevelike. Da bi se nadoknadile mrtve tačke, potreban je zamajac.

Još jedan vrlo važan dio ove faze je da ovdje možete osjetiti princip rada Stirling motora. Sjećam se svog prvog stirlinga koji nije uspio samo zato što nisam mogao shvatiti kako i zašto ova stvar funkcionira. Ovdje, pomažući klipu da se kreće gore-dolje rukama, možete osjetiti kako pritisak raste i opada.

Ovaj dizajn se može malo poboljšati dodavanjem šprica na gornji poklopac. Ovaj špric također treba staviti na epoksid, držač igle se mora malo podrezati. Položaj klipa u špricu treba da bude u srednjem položaju. Ovaj špric se može koristiti za regulaciju zapremine vazduha unutar motora. Pokretanje i podešavanje će biti mnogo lakše.

Tako da možete ugraditi držač radilice. Visina pričvršćivanja klipnjače na cilindar podešava se vijkom.

Zamajac je napravljen od CD-a. Rupa je zapečaćena plastičnim epoksidom. Zatim morate izbušiti rupu tačno u sredini. Pronalaženje centra je vrlo jednostavno. Korištenje svojstava pravougaonog trougla upisana u krug. Njegova hipotenuza prolazi kroz centar. Morate pričvrstiti list papira pod pravim uglom na ivicu diska. Orijentacija nije bitna. Postavite oznake na mjestima gdje se stranice lista sijeku s rubom diska. Linija povučena kroz ove oznake proći će kroz centar. Ako nacrtamo drugu liniju na drugom mjestu, tada ćemo na raskrsnici dobiti tačan centar.

Motor je spreman.

Stavite Stirlingov motor na šolju kipuće vode. Čekamo malo i trebalo bi da proradi samo od sebe. Ako se to ne dogodi, morate mu malo pomoći rukom.

Proces proizvodnje na videu.

Stirlingov motor na djelu

Možete, naravno, kupiti prekrasne fabričke modele Stirling motora, kao na primjer u ovoj kineskoj internet trgovini. Međutim, ponekad želite sami stvoriti i napraviti stvar, čak i od improviziranih sredstava. Na našoj web stranici već postoji nekoliko opcija za proizvodnju ovih motora, a u ovoj publikaciji pogledajte kompletnu jednostavna opcija napravljen kod kuće.

Da biste ga napravili, trebat će vam dostupni materijali: limenka konzervirane hrane, mali komad pjenaste gume, CD, dva vijka i spajalice.

Pjenasta guma je jedan od najčešćih materijala koji se koriste u proizvodnji Stirling motora. Od njega je napravljen izmjenjivač motora. Od komada naše pjenaste gume izrežemo krug, njegov promjer činimo dva milimetra manjim od unutrašnjeg promjera limenke, a njegovu visinu nešto više od polovine.

U sredini poklopca izbušimo rupu u koju ćemo umetnuti klipnjaču. Za glatko trčanje od klipnjače, od spajalice napravimo spiralu i lemimo je na poklopac.

Penasti krug od pjenaste gume u sredini probušimo vijkom i pričvrstimo ga podloškom na vrhu, a na dnu podloškom i maticom. Nakon toga pričvrstimo komad spajalice lemljenjem, a prvo ga ispravimo.

Sada zalijepimo izmjenjivač u unaprijed napravljenu rupu na poklopcu i hermetički zalemimo poklopac i teglu. Na kraju spajalice napravimo malu petlju i izbušimo još jednu rupu na poklopcu, ali malo veću od prve.

Izrađujemo cilindar od kalaja pomoću lemljenja.

Gotov cilindar pričvršćujemo na limenku pomoću lemilice, tako da na mjestu lemljenja nema praznina.

Izrađujemo radilicu od spajalice. Razmak kolena treba da bude 90 stepeni. Koljeno koje će po visini biti iznad cilindra je 1-2 mm veće od drugog.

Koristimo spajalice za izradu postolja za osovinu. Pravimo membranu. Da bismo to učinili, stavljamo cilindar plastična folija, gurnite ga malo prema unutra i pričvrstite navojem za cilindar.

Od spajalice napravimo klipnjaču koju treba pričvrstiti na membranu i umetnuti je u komad gume. Dužina klipnjače mora biti napravljena tako da se u donjoj mrtvoj točki osovine membrana uvuče unutar cilindra, a na najvišoj, naprotiv, produži. Na isti način postavljamo drugu klipnjaču.

Ojnu šipku zalijepimo gumom na membranu, a drugu pričvrstimo na odlagač.

Koristimo lemilicu da pričvrstimo noge spajalica na konzervu i pričvrstimo zamašnjak na radilicu. Na primjer, možete koristiti CD.

Stirling motor napravljen kod kuće. Sada ostaje samo da unesete toplinu ispod tegle - zapalite svijeću. I nakon nekoliko sekundi pritisnite zamašnjak.

Kako napraviti jednostavan Stirling motor (sa fotografijama i videom)

www.newphysicist.com

Hajde da napravimo Stirlingov motor.

Stirlingov motor je toplinski motor koji radi ciklički komprimirajući i šireći zrak ili drugi plin (radni fluid) na različitim temperaturama tako da postoji neto konverzija toplinske energije u mehanički rad. Preciznije, Stirlingov motor je regenerativni termalni motor zatvorenog ciklusa s kontinuirano plinovitim radnim fluidom.

Stirlingovi motori imaju veću efikasnost od parnih mašina i mogu doseći efikasnost od 50%. Oni također mogu raditi tiho i mogu koristiti gotovo svaki izvor topline. Izvor toplotne energije se generiše spolja u Stirlingovom motoru, a ne kroz unutrašnje sagorevanje kao što je slučaj sa motorima sa Otto ciklusom ili dizel ciklusom.

Stirling motori su kompatibilni sa alternativni i obnovljivi izvori energije, jer mogu postati sve značajniji kako cijene tradicionalnih goriva rastu i u svjetlu problema kao što su iscrpljivanje rezervi nafte i promena klime.

U ovom projektu ćemo vam dati jednostavna uputstva stvoriti vrlo jednostavno motor DIY Stirling pomoću epruvete i šprica .

Kako napraviti jednostavan Stirling motor – Video

Komponente i koraci za izradu Stirling motora

1. Komad tvrdog drveta ili šperploče

Ovo je osnova za vaš motor. Dakle, mora biti dovoljno krut da se nosi sa pokretima motora. Zatim napravite tri male rupe kao što je prikazano na slici. Možete koristiti i šperploču, drvo itd.

2. Mermerne ili staklene kuglice

U Stirlingovom motoru ove loptice rade važna funkcija. U ovom projektu, mermer deluje kao istisnik toplog vazduha sa tople strane epruvete na hladnu stranu. Kada mermer istisne vrući vazduh, on se hladi.

3. Štapovi i zavrtnji

Igle i vijci se koriste za držanje epruvete u udobnom položaju za slobodno kretanje u bilo kojem smjeru bez ikakvih prekida.

4. Gumeni komadi

Kupite gumicu i izrežite je na sljedeće oblike. Koristi se za sigurno držanje epruvete i održavanje njene brtve. Ne smije biti curenja na otvoru cijevi. Ako je to slučaj, projekat neće biti uspješan.

5. Špric

Špric je jedan od najvažnijih i pokretnih dijelova u njemu jednostavan motor Stirling. Dodajte malo maziva u špricu tako da se klip može slobodno kretati unutar cijevi. Kako se zrak širi unutar epruvete, on gura klip prema dolje. Kao rezultat toga, cijev šprica se pomiče prema gore. U isto vrijeme, mermer se kotrlja prema vrućoj strani epruvete i istiskuje vrući zrak i uzrokuje njegovo hlađenje (smanjuje volumen).

6. Epruveta Epruveta je najvažnija i najradnija komponenta jednostavnog Stirlingovog motora. Epruveta je napravljena od određene vrste stakla (kao što je borosilikatno staklo) koje je visoko otporno na toplinu. Tako da se može zagrijati na visoke temperature.

Kako radi Stirlingov motor?

Neki ljudi kažu da su Stirlingovi motori jednostavni. Ako je to istina, onda su, baš kao i velike jednadžbe fizike (npr. E = mc2), jednostavne: jednostavne na površini, ali bogatije, složenije i potencijalno vrlo zbunjujuće dok ih ne shvatite. Mislim da je sigurnije misliti o Stirlingovim motorima kao složenim: mnogi vrlo loši YouTube video snimci pokazuju kako ih lako "objasniti" na vrlo nepotpun i nezadovoljavajući način.

Po mom mišljenju, ne možete razumjeti Stirlingov motor tako što ćete ga jednostavno izgraditi ili promatrati kako radi izvana: morate ozbiljno razmisliti o ciklusu koraka kroz koji prolazi, šta se dešava s plinom iznutra i po čemu se razlikuje od onoga što se dešava u konvencionalnoj parnoj mašini.

Sve što je potrebno za rad motora je temperaturna razlika između toplih i hladnih dijelova gasna komora. Napravljeni su modeli koji mogu da rade samo sa temperaturnom razlikom od 4 °C, iako će fabrički motori verovatno raditi sa razlikom od nekoliko stotina stepeni. Ovi motori mogu postati najefikasniji oblik motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Stirlingovi motori i koncentrirana solarna energija

Stirlingovi motori pružaju zgodnu metodu pretvaranja toplotne energije u kretanje koja može pokretati generator. Najčešći dizajn je da se motor nalazi u centru paraboličnog ogledala. Ogledalo će biti postavljeno na uređaj za praćenje tako da se sunčevi zraci fokusiraju na motor.

* Stirlingov motor kao prijemnik

Možda ste se igrali sa konveksnim sočivima tokom školskih dana. Koncentracija solarna energija za spaljivanje parčeta papira ili šibice, jesam li u pravu? Nove tehnologije se razvijaju iz dana u dan. Koncentrovano solarno toplotnu energiju ovih dana privlači sve veću pažnju.

Iznad je kratak video jednostavnog motora epruvete koji koristi staklene perle kao potisnik i staklenu špricu kao klip sile.

Ovaj jednostavan Stirlingov motor napravljen je od materijala koji su dostupni u većini školskih naučnih laboratorija i može se koristiti za demonstraciju jednostavnog toplotnog motora.

Dijagram pritisak-zapremina po ciklusu

Proces 1 → 2 Ekspanzija radnog gasa na vrućem kraju epruvete, toplota se prenosi na gas, a gas se širi, povećavajući zapreminu i gurajući klip šprica prema gore.

Proces 2 → 3 Kako se mermer kreće prema vrućem kraju epruvete, gas se potiskuje sa toplog kraja epruvete na hladni kraj, a kako se gas kreće, prenosi toplotu na zid epruvete.

Proces 3 → 4 Toplota se uklanja iz radnog gasa i zapremina se smanjuje, klip šprica se pomera prema dole.

Proces 4 → 1 Završava ciklus. Radni gas se kreće od hladnog kraja epruvete do vrućeg kraja dok ga klikeri pomeraju, primajući toplotu sa zida epruvete dok se kreće, čime se povećava pritisak gasa.