0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель сти

Двигатель Стирлинга

Тепловая машина двигатель Стирлинга

Двигатель Стирлинга — тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела.

Данный тип двигателей изобретен в девятнадцатом веке. Они прошли стадию подъема, затем были забыты, однако пережили паровые двигатели, двигатели внутреннего сгорания и снова возродились в двадцатом веке. Сегодня над их созданием трудятся многие инженеры и любители.

Стоит отметить, что универсальной методики расчета Стирлинг-машин не существует до сих пор. Львиная доля технических решений и методик расчета при создании опытных образцов двигателей Стирлинга автоматически становится «ноу-хау» компаний-разработчиков и тщательно скрывается. Двигатели Стирлинга не встретишь в свободной продаже, как газонокосилки или автономные генераторы. При этом «Стирлинги» используются в качестве энергоустановок на космических спутниках, применяются как маршевые двигатели на современных подводных лодках.

Мембранный Двигатель Стирлинга для солнечных установок

Стирлинг-машины с одинаковым успехом можно «вмонтировать» и в триммер для стрижки газонов, и в марсоход. В конструкции двигателя нет клапанов, распределительных валов, отсутствует система зажигания в ее привычной форме, нет стартера! Некоторые конструкции обладают эффектом самозапуска. Для работы годится любой источник тепла: энергия солнца, навоз, сено, дрова, уголь, нефть, газ, ядерный реактор — подойдет все! И при данной «всеядности» коэффициент полезного действия «Стирлингов» не уступает показателям двигателей внутреннего сгорания. Но и это не все. Стирлинг-машины обратимы. Т.е. подводя тепловую энергию, получаем механическую, раскручивая маховик двигателя вырабатываем холод.

Двигатель Стирлинга зависит только от внешнего поступления тепла. Что это тепло поставляет принципиального значения не имеет. Поэтому двигатель Стирлинга являеться идеальным кандидатом для перевода солнечного излучения в механическую энергию:

Читать еще:  Датчик регулировки давления турбины дизельного двигателя

1. В двигателе Стирлинга постоянное количество рабочего газа (гелий или водород) постоянно нагреваеться и охлаждаеться.

2. Через расширение при нагревании и сжатии при охлаждении, рабочий газ приводит в движение два поршня, каждый из которых прикреплен к валу — таким образом передаеться энергия.

3. Эфективность двигателя Стирлинга растет при росте температуры, поэтому он являеться идеальной комбинацией для производства энергии через солнечный коллектор.

4. Здесь нет внутреннего сгорания, поэтому установка Стирлинга работает почти бесшумно.

5. Потенциальный жизненный цикл двигателя Стирлинга являеться очень длительным, так как здесь нет внутренного износа из-за горения топлива.

Можно запасать с его помощью энергию, используя в качестве источника тепла теплоаккумуляторы на расплавах солей. Такие аккумуляторы превосходят по запасу энергии химические аккумуляторы и дешевле их. Используя для регулировки мощности изменение фазного угла между поршнями, можно аккумулировать механическую энергию, тормозя двигателем. В этом случае двигатель превращается в тепловой насос.

Цикл ОТТО

По сути это обычный тепловой двигатель внутреннего сгорания с принудительным воспламенением горючей смеси (через свечу) который применяется сейчас в 60 — 65% автомобилей. ДА – да, именно тот, который у вас стоит под капотом, работает по циклу ОТТО.

Однако если копнуть в историю, первым принцип такого ДВС предложил в 1862 году французский инженер Альфонс БО ДЕ РОШ. Но это был теоритический принцип работы. ОТТО же в 1878 году (спустя 16 лет) воплотил этот двигатель в металле (на практике) и запатентовал эту технологию

По сути это четырехтактный мотор, которому свойственны:

  • Впуск. Подача свежей воздушнотопливной смеси. Открывается впускной клапан.
  • Сжатие. Поршень идет вверх, сжимая эту смесь. Оба клапана закрыты
  • Рабочий ход. Свеча поджигает сжатую смесь, загоревшиеся газы толкают поршень вниз
  • Отвод отработанных газов. Поршень идет вверх, выталкивая сгоревшие газы. Открывается выпускной клапан
Читать еще:  5 цилиндровый двигатель хороший или нет

Хочется отметить, что впускные и выпускные клапана, работают в строгой последовательности – ОДИНАКОВО при высоких и при низких оборотах. То есть изменения работы при различных оборотах не наблюдается.

В своем двигателе ОТТО первый применил сжатие рабочей смеси, для поднятия максимальной температуры цикла. Которое осуществлялось по адиабате (простыми словами без теплообмена с внешней средой).

После сжатия смеси, она воспламенялась от свечи, после этого начинался процесс отвода тепла, который протекал практически по изохоре (то есть при постоянном объеме цилиндра двигателя).

1750 MWe Arabelle

Электродвигатель 1750 MWe Arabelle — часть АЭС Фламанвиль во Франции. Мощность агрегата — 2 346 788 лошадиных сил. Принцип работы турбинного генератора заключается в том, что двигатель перерабатывает пар, исходящий от атомного реактора, в электрическую энергию. Роторные диски, расположенные внутри 1750 MWe Arabelle, весят около 120 тонн.

Агрегат разработан французской машиностроительной компанией Alstom, габариты сооружения поражают: двигатель обладает весом 1400 тонны и диаметром 6,4 м, его высота — свыше 70 м. Турбинный генератор имеет скорость вращения 1500 оборотов в минуту.

Жидкостный ракетный двигатель F1 разработан американской компанией Rocketdyne. Целью создания агрегата было обеспечение первой ступени ракеты Сатурн-5 механической силой. На 2008 год F1 — самый мощный двигатель из всех прошедших тестовый запуск ЖРД. Мощь агрегата составляет 190 000 000 лошадиных сил. В ракету Сатурн-5 установлено 5 таких двигателей. В качестве топлива в F1 использовался керосин, а роль окислителя выполнял кислород.

Изначально жидкостный ракетный двигатель создавался по запросу ВВС США. В дальнейшем страна отказалась от поддержки разработки F1 так как у нее не было данных, подтверждающих действенность применения такого большого двигателя.

Проектом заинтересовались в NASA, они заключили договор с Rocketdyne о завершении разработки. F1 впервые испытали в марте 1959 года.

Читать еще:  Что тюнинговать в 8 клапанном двигателе

На сегодня ракета Сатурн-5, в которой установлено 5 двигателей F1, является самой мощной, тяжелой и большой из всех выходивших на орбиту. Летательный аппарат превосходит даже H-1, Space Shuttle и Falcon Heavy, является трехступенчатой.

Раздел «Двигатели» входит в число самых пополняемых в патентоведении. Суммарно в год со всей планеты подается от 20 до 50 заявок на оформление регистрации.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector