Vizatimi i motorit me djegie të jashtme Stirling. Motori i Stirling

1. Efikasiteti teorik, me sa duket, mund të jetë i barabartë me Efikasiteti i idealit Cikli Carnot (domethënë maksimumi i mundshëm, në një ndryshim të caktuar të temperaturës), por në kushtet e një rigjeneruesi "ideal", me një koeficient transferimi të nxehtësisë prej 1.0. Këtu është e paqartë. Disa burime shkruajnë se koeficienti maksimal është 0.5, duke justifikuar faktin se nxehtësia do të kalojë nga një trup i nxehtë në atë të ftohtë derisa temperatura e tyre të jetë e barabartë, domethënë, arrin gjysmën e diferencës së temperaturës midis një trupi të nxehtë dhe të ftohtë (e njëjta koeficienti është 0.5). Por disa burime përmendin koeficientin e transferimit të nxehtësisë të rigjeneruesit deri në 0.98, pa përshkruar se si arrihet kjo. Ku është e vërteta nuk është e qartë.
2. Alpha Stirling (dy cilindra me pistona - të nxehtë dhe të ftohtë) ka probleme me lubrifikimin e pistonit të nxehtë. Atëherë pse është i popullarizuar ky lloj i veçantë?
3. Betta-styrlig (një cilindër, me një zhvendosës në pjesën e nxehtë dhe një pistoni në të ftohtë) dhe stilimi gama (dy cilindra-të nxehtë me një zhvendosës dhe të ftohtë me një pistoni) nuk kanë probleme me lubrifikimin, pasi fërkimi kundër mureve është vetëm në cilindrin e ftohtë, dhe zhvendosësi ka një hapësirë ​​nga muret e cilindrit dhe nuk ka nevojë për lubrifikim. Kjo do të thotë, motorë të tillë mund të punojnë me të ndryshim i madh temperaturat, që do të thotë me efikasitet të lartë. Por, për disa arsye, ato konsiderohen më pak premtuese sesa përzierjet alfa.

Për më tepër, një tregues i rëndësishëm që ndikon në efikasitetin është koha e ciklit (numri i revolucioneve) - sa më shumë të jetë, aq më i mirë është transferimi i nxehtësisë dhe aq më i lartë efikasiteti. Por, në të njëjtën kohë, ekziston një "garë për qarkullim", e cila është mjaft e vështirë të justifikohet me diçka tjetër përveç interesave të marketingut. Kjo do të thotë, arsyeja e tillë si "humbja në kutinë e shpejtësisë me shpejtësi të ulët" nuk i reziston kritikave - humbje të tilla llogariten vetëm si përqindje, dhe rritja e efikasitetit mund të jetë më e lartë se 10-30%. Prandaj, duket se zhvilluesit po ndjekin më shumë karakteristika të tilla si dendësia e fuqisë dhe rrotullimet, në mënyrë që të kundërshtojnë "nxitjet" e motorit me djegie të brendshme dhe të sakrifikojnë efikasitetin.

Por ju mund të largoheni për momentin duke garuar me motorë me djegie të brendshme në transport dhe të përqendroheni në motorët e palëvizshëm Stirling, duke punuar për të rritur efikasitetin e tyre dhe për të zvogëluar koston e ndërtimit. Të fuqizuar nga çdo lloj karburanti, përfshirë energjinë diellore, këta motorë, në të ardhmen, mund të konkurrojnë Panele diellore... Dhe ata kanë perspektiva të mira në fushën e energjisë së rinovueshme, përfshirë karburantin e drurit, i cili "restaurohet" nga energjia diellore në disa dekada. Dhe përsëri, natyra omnivore e këtyre motorëve bën të mundur krijimin e termocentraleve (përfshirë ato shtëpiake) të një lloji të kombinuar - ndërsa ka diell, ai funksionon me energji diellore, kur jo, pastaj me karburant të ngurtë.

Arritje e vërtetë efikasitet të lartë, ky nuk është drejtimi i vetëm për të cilin ia vlen të luftosh, motorët Stirling kanë një pengesë tjetër - pasi burimi i nxehtësisë është jashtë vëllimit të motorit, dhe lëngu i punës (gazi) ka përçueshmëri të ulët termike, rezulton se vetëm gazi i vendosur në muret e cilindrit Me Kjo do të thotë se raporti i rritjes së fuqisë me rritjen e vëllimit të cilindrit është në marrëdhënie kuadratike inversi. Kjo do të thotë, për të rritur fuqinë me 5 herë, është e nevojshme të rritet vëllimi i cilindrit me 25 herë.
Kjo është arsyeja pse, në agimin e "stilimit", pak a shumë motorë të fuqishëm ishin edhe më masive se motorët me avull me të njëjtën fuqi. Tani ky problem po zgjidhet duke pompuar motorin me gaz nën presion të lartë, domethënë, masa e lëngut të punës rritet me të njëjtin vëllim. Por kjo rrugë është gjithashtu një rrugë pa krye - në motorët ka më shumë se disa litra, përsëri, ekziston i njëjti problem, raporti kuadratik i rritjes së vëllimit me rritjen e fuqisë. Dhe problemet me rrjedhjen e lëngut të punës në presione 100-200 atmosfera janë të vështira për t'u zgjidhur.

Në këtë sfond, një zgjidhje tjetër duket të jetë më premtuese - të bëjë që të gjithë gazin brenda motorit të funksionojë, pavarësisht nga vëllimi. Një zgjidhje e tillë, pavarësisht nga thjeshtësia e zbatimit, u propozua vetëm kohët e fundit (burimi - http://zayvka2016131416.blogspot.ru/) - për të vendosur një pompë ose tifoz që do të krijojë rrjedhje gazi brenda motorit. Dhe, për analogji me ventilatorin që fryn në radiator, shkalla e ftohjes së mureve të cilindrit nga gazi i punës i motorit do të rritet dhe pjesëmarrja maksimale e këtij gazi në punë do të sigurohet, pavarësisht nga madhësia e cilindrit. Në teori, kjo duhet t'i japë shtysë zhvillimit të motorëve Stirling, pasi ju lejon të krijoni versione mjaft të thjeshta dhe të fuqishme të këtyre motorëve.
Dhe nëse nuk ndiqni peshën dhe dimensionet motorët me djegie të brendshme të automobilave, atëherë ndoshta së shpejti më në fund do të dëgjojmë për motorët e mundësuar nga druri ose energjia diellore, me një efikasitet prej 60-70%. Dhe edhe nëse nuk mund të konkurrojnë në madhësi me motorin me djegie të brendshme, ato mund të sigurojnë prodhimin e energjisë elektrike të lirë. Dhe kjo, nga ana tjetër, mund të kontribuojë në një rritje të fizibilitetit ekonomik të automjeteve elektrike. Epo, në kombinim me kaldaja të përhapura të pirolizës, mund të çojë në një autonomi të plotë në furnizimin me energji të banesave (veçanërisht shtëpitë e reja, të cilat kërkojnë një shumë të konsiderueshme parash për t'u lidhur me rrjetin e energjisë dhe tubacionin e gazit).

Diçka e tillë. Do të isha i lumtur të dëgjoja kritika për llogaritjet e mia.

Parimi themelor i funksionimit të motorit Stirling është alternimi i vazhdueshëm i ngrohjes dhe ftohjes së lëngut të punës në një cilindër të mbyllur. Zakonisht ajri vepron si një medium pune, por hidrogjeni dhe heliumi përdoren gjithashtu.

Cikli i motorit Stirling përbëhet nga katër faza dhe ndahet në dy faza kalimtare: ngrohja, zgjerimi, kalimi në një burim të ftohtë, ftohja, ngjeshja dhe kalimi në një burim nxehtësie. Kështu, kur kalon nga një burim i ngrohtë në një burim të ftohtë, gazi në cilindër zgjerohet dhe tkurret. Në të njëjtën kohë, presioni ndryshon, për shkak të të cilit mund të merret punë e dobishme. Meqenëse shpjegimet teorike janë shumë ekspertë, dëgjimi i tyre ndonjëherë është i lodhshëm, kështu që le të kalojmë në një demonstrim vizual të motorit Sterling.

Si funksionon motori Stirling
1. Një burim i jashtëm i nxehtësisë ngroh gazin në fund të cilindrit të shkëmbyesit të nxehtësisë. Presioni i gjeneruar e shtyn pistonin e punës lart.
2. Volanti shtyn pistonin e zhvendosjes poshtë, duke lëvizur kështu ajrin e nxehtë nga poshtë në dhomën e ftohjes.
3. Ajri ftohet dhe kontraktohet, pistoni i punës zbret.
4. Pistoni i zhvendosjes lëviz lart, duke lëvizur kështu ajrin e ftohur në fund. Dhe cikli përsëritet.

Në një makinë Stirling, lëvizja e pistonit të punës zhvendoset 90 gradë në krahasim me lëvizjen e pistonit të zhvendosjes. Në varësi të shenjës së këtij ndërrimi, makina mund të jetë një motor ose një pompë nxehtësie. Në 0 gradë ndërrim, makina nuk kryen asnjë punë (përveç humbjeve të fërkimit) dhe nuk e gjeneron atë.

Një shpikje tjetër e Stirling që rriti efikasitetin e motorit ishte rigjeneruesi, i cili është një dhomë e mbushur me tela, kokrriza, petë të valëzuar për të përmirësuar transferimin e nxehtësisë së gazit që kalon (në figurë, rigjeneruesi zëvendësohet nga pendët e radiatorit ftohës )

Në 1843, James Stirling e përdori këtë motor në një fabrikë ku ai punonte si inxhinier në atë kohë. Në vitin 1938, Philips investoi në një motor Stirling me një kapacitet prej më shumë se dyqind Fuqia e kalit dhe një kthim prej më shumë se 30%.

Përparësitë e motorit Stirling:

1. Gjithëngrënës. Ju mund të përdorni çdo karburant, gjëja kryesore është të krijoni një ndryshim të temperaturës.
2. Niveli i ulët i zhurmës. Sepse puna bazohet në presionin diferencial lëngu i punës, dhe jo duke i vënë zjarrin përzierjes, atëherë zhurma në krahasim me motorin djegia e brendshme dukshëm më e ulët.
3. Thjeshtësia e dizajnit, pra një diferencë e lartë sigurie.

Sidoqoftë, të gjitha këto avantazhe në shumicën e rasteve tejkalohen nga dy disavantazhe të mëdha:

1. Përmasat e mëdha. Lëngu i punës duhet të ftohet, dhe kjo çon në një rritje të konsiderueshme të masës dhe madhësisë për shkak të rritjes së radiatorëve.
2. Efikasitet i ulët. Nxehtësia nuk furnizohet drejtpërdrejt me lëngun e punës, por vetëm përmes mureve të shkëmbyesve të nxehtësisë, respektivisht, humbjet e efikasitetit janë të mëdha.

Me zhvillimin e motorit me djegie të brendshme, motori Stirling ka shkuar ... jo, jo në të kaluarën, por në hije. Përdoret me sukses si termocentrale ndihmëse në nëndetëse, në pompat e nxehtësisë në termocentralet, si konvertues të energjisë diellore dhe gjeotermale në energji elektrike, projektet hapësinore shoqërohen me të për të krijuar termocentrale që veprojnë në karburant radioizotop (prishja radioaktive ndodh me lëshimin i temperaturës, kush nuk e dinte) Kush e di, mbase një ditë motori Stirling do të ketë një të ardhme të madhe!

Sot në lidhje me motorin Stirling.
(shumë video interesante)
Pjesa 1.
Për shumë njerëz, nuk dihet se çfarë është, kështu që do të ketë shumë teori.
Kjo shpikje e mrekullueshme quhet edhe një motor me djegie të jashtme.
Pistoni i punës është i mbushur me ajër ose gaz dhe është i ekspozuar ndaj nxehtësisë nga jashtë.
Pra, për një motor të tillë, benzina nuk është e nevojshme, mund të funksionojë në çdo gjë që gjeneron nxehtësi, diell, dru zjarri, qymyr, gaz, naftë, karburant bërthamor. Kudo që mund të merrni ndryshimin e temperaturës, ka modele që funksionojnë edhe nga nxehtësia e dorës.

Funksionimi i motorit nga nxehtësia e filxhanit:

Mjafton të thuhet se frigoriferët, pompat e nxehtësisë dhe kondicionerët janë në fakt edhe motorë Stirling, që funksionojnë vetëm në drejtim të kundërt.

Instalimet diellore industriale ku rrezet e diellit janë të përqendruara në lëngun e punës të motorit, duke krijuar një ndryshim të madh të temperaturës.
Fuqia e instalimeve të tilla arrin 50-70 kW.

Efikasiteti i motorëve të tillë mund të jetë nga 5 për modelet konvencionale në 70% për versionet industriale që veprojnë nën një presion prej 300 atmosferash, që është 50-70% më e lartë se motorët me djegie të brendshme. Mjafton të thuhet se motorët Stirling përdoren në anijet kozmike dhe nëndetëset më të fundit.

Ky është një motor i zhvilluar nga NASA për punë në hapësirë, me një fuqi prej 2500 kW.
lëngu i punës në hidrogjen nën një presion prej 300 atmosferash.

Atëherë lind pyetja, pse kjo shpikje mrekulli nuk vlen në çdo shtëpi dhe oborr,
kur është e mjaftueshme për të vënë lëngun e punës në një zjarr të rregullt dhe për të shijuar praninë e energjisë elektrike? Unë mendoj se përgjigja është e qartë, për sa kohë që ka vaj dhe ata që e zotërojnë atë në përdorim normal, ne nuk do ta shohim.
Për të kontrolluar rezervat e naftës, luftërat fillojnë dhe shtete të tëra fshihen.
Unë mendoj se askush nuk është i habitur që Shtetet e Bashkuara sjellin demokraci vetëm në ato vende ku ka prodhim nafte, Siri, Kuvajt, Irak, Libi, Iran, Sudan, Pakistan, etj.
Dhe për disa arsye nuk ka interes për regjimet e tjera diktatoriale.

Ishte teksti i këngës.
Shitet një motor Stirling i prodhuar në mënyrë industriale për qëllime shtëpiake, por çmimi i tij është absolutisht i paarsyeshëm në rajonin prej 20-25 mijë dollarë. Me një fuqi prej 5-7 kW.
Ndoshta nuk janë shumë ata që dëshirojnë.

Vetëm kohët e fundit një kompani gjermane që prodhon kaldaja për ngrohje shtëpiake ka marrë një licencë për të instaluar motorë me një gjenerator linear të rrymës në produktet e saj.
Me fuqi termike 16-20 kW. (kjo është afërsisht ngrohja e një shtëpie me një sipërfaqe prej 120-150 metra)
e gjithë nxehtësia e tepërt nuk del në tub, por shndërrohet në energji elektrike me rreth 2 kW.
Madhësia e një konvertuesi të tillë është si një termos 3 litra.
Difficultshtë e vështirë të thuhet se sa do të kushtojnë kaldaja të tilla, por të kesh një konvertues të tillë,
çështja e furnizimit me energji elektrike do të zgjidhej. Vendoseni lëngun e punës në një zjarr ose furrë dhe kaq!
Dikush mund të imagjinojë se si paqëndrueshmëria do të kthehej përmbys nëse në çdo dhomë kazani që furnizon nxehtësi për të ngrohur të gjithë zonat do të kishte Stirling të madh në furrat shtypje e lartë... Ndoshta për të gjithë sezonin e ngrohjes ishte e mundur të mos varej nga termocentralet.
Dhe kush, atëherë, do të sjellë përfitime të mëdha për kompanitë gjeneruese?

Në shitje mund të gjeni modele të bukura, funksionale Stirling,
por modelet janë gjithashtu shumë të shtrenjta, për shembull ai në foto kushton 32,000 rubla.

Video nga puna e tyre:

Fotografitë e modeleve të bëra në shtëpi

Video e motorëve të bërë në shtëpi:

Ata madje punojnë nga dielli:

Makinë më e avancuar dhe e fuqishme e ftohur me ujë:

Një video interesante e punës së një modeli shkollor:

Ne nuk jemi të përkëdhelur me modele industriale.
Por askush nuk mund të ndalojë bërjen e një motori të tillë vetë, edhe pse do të jetë shumë më pak i besueshëm dhe produktiv sesa model industrial, por do të jetë gjithëpjekëse, e cila është pikërisht ajo që na nevojitet.
Për ata që kanë shpuar dhe gjetur vaj në kopshtin e tyre, kjo nuk është një temë për ju,
shikoni për diagramet e fotove të distilimit.)))

Histori.
Motori Stirling u patentua për herë të parë nga prifti skocez Robert Stirling më 27 shtator 1816. Parimi themelor i funksionimit të motorit Stirling është alternimi i vazhdueshëm i ngrohjes dhe ftohjes së lëngut të punës në një cilindër të mbyllur.
Vlen të thuhet se Stirling i parë industrial punoi në një fabrikë mekanike, duke drejtuar një çekiç mekanik për 80 vjet.
Në 1843, James Stirling e përdori këtë motor në një fabrikë ku ai punonte si inxhinier në atë kohë. Në vitin 1938, Philips investoi në një motor Stirling me më shumë se dyqind kuaj fuqi dhe më shumë se 30% efikasitet. Motori Stirling ka shumë përparësi dhe ishte i përhapur në epokën e motorëve me avull.
Ekzistojnë në thelb tre lloje të motorëve të përzierjes.

Alpha Stirling - përmban dy pistona të veçantë të energjisë në cilindra të veçantë. Një pistoni është i nxehtë, tjetri është i ftohtë. Cilindri i pistonit të nxehtë është në shkëmbyesin e nxehtësisë me një temperaturë më të lartë, ndërsa cilindri i pistonit të ftohtë është në shkëmbyesin më të ftohtë të nxehtësisë. Ky lloj motori ka një raport mjaft të lartë të fuqisë ndaj vëllimit, por, për fat të keq, temperatura e lartë e pistonit "të nxehtë" krijon probleme të caktuara teknike.

Rigjeneruesi ndodhet midis pjesës së nxehtë të tubit lidhës dhe atij të ftohtë.

Beta Stirling - Ekziston vetëm një cilindër, i nxehtë në njërin skaj dhe i ftohtë në tjetrin. Një pistoni (nga i cili hiqet fuqia) dhe një "zhvendosës" lëvizin brenda cilindrit, duke ndryshuar vëllimin e zgavrës së nxehtë. Gazi pompohet nga i ftohti në skajin e nxehtë të cilindrit përmes rigjeneruesit. Rigjeneruesi mund të jetë i jashtëm, si pjesë e shkëmbyesit të nxehtësisë, ose mund të kombinohet me një pistoni zhvendosjeje.

Gamma Stirling gjithashtu ka një pistoni dhe një "zhvendosës", por në të njëjtën kohë ka dy cilindra - njëri është i ftohtë (pistoni lëviz atje, nga i cili hiqet fuqia), dhe i dyti është i nxehtë nga një fund dhe i ftohtë nga tjetër (ka një "zhvendosës" që lëviz atje). Rigjeneruesi mund të jetë i jashtëm, në këtë rast lidh pjesën e nxehtë të cilindrit të dytë me atë të ftohtë dhe njëkohësisht me cilindrin e parë (të ftohtë). Rigjeneruesi i brendshëm është pjesë e zhvendosësit.

Disavantazhet e Stirling:
Konsumi i materialit është pengesa kryesore e motorit. Në motorët me djegie të jashtme në përgjithësi, dhe një motor Stirling në veçanti, lëngu i punës duhet të ftohet, dhe kjo çon në një rritje të konsiderueshme të masës dhe dimensioneve të termocentralit për shkak të rritjes së radiatorëve.
Për performancë të krahasueshme me Karakteristikat e ICE, është e nevojshme të përdoren presione të larta (mbi 100 atm) dhe lloje të veçanta të lëngut të punës - hidrogjen, helium.
(këtu po, një nëndetëse ose anije kozmike ata nuk do të na lejojnë raskurochit)
Nxehtësia nuk furnizohet drejtpërdrejt me lëngun e punës, por vetëm përmes mureve të shkëmbyesve të nxehtësisë. Muret kanë përçueshmëri të kufizuar termike, gjë që e bën efikasitetin më të ulët se sa pritej. Një shkëmbyes i nxehtë funksionon në kushte shumë stresuese të transferimit të nxehtësisë, dhe në presione shumë të larta, gjë që kërkon përdorimin e materialeve me cilësi të lartë dhe të shtrenjta. Projektimi i një shkëmbyesi të nxehtësisë që plotëson kërkesat konfliktuale është i vështirë. Sa më e lartë zona e shkëmbimit të nxehtësisë, aq më pak humbje të nxehtësisë. Në të njëjtën kohë, madhësia e shkëmbyesit të nxehtësisë dhe vëllimi i lëngut të punës, duke mos marrë pjesë në punë, rriten. Meqenëse burimi i nxehtësisë është i vendosur jashtë, motori është i ngadalshëm për t'iu përgjigjur ndryshimeve në rrjedhën e nxehtësisë në cilindër dhe mund të mos japë menjëherë fuqinë e kërkuar kur ndizet.
Për të ndryshuar shpejt fuqinë e motorit, përdoren metoda të ndryshme nga ato të përdorura në motorët me djegie të brendshme: një kapacitet tampon me një vëllim të ndryshueshëm, një ndryshim në presionin mesatar të lëngut të punës në dhomat, një ndryshim në këndin e fazës midis pistoni i punës dhe zhvendosësi. (inercia, dhe kjo është pikërisht ajo që na nevojitet për gjeneratorin.)

Përparësitë:
Sidoqoftë, motori Stirling ka avantazhe që e bëjnë të nevojshme zhvillimin e tij.
Efikasiteti i motorit Stirling mund të arrijë 65-70% efikasitet nga cikli Carnot në nivel modern dizajni dhe teknologjia e prodhimit. Për më tepër, çift rrotullimi i motorit është pothuajse i pavarur nga shpejtësia e boshtit të gungës. Në motorët me djegie të brendshme, nga ana tjetër, çift rrotullues maksimal arrihet në një interval të ngushtë shpejtësie.
Motori "omnivor" - si të gjithë motorët me djegie të jashtme (ose më mirë, furnizimi me nxehtësi të jashtme), motori Stirling mund të funksionojë nga pothuajse çdo ndryshim i temperaturës: për shembull, midis shtresave të ndryshme të ujit në oqean, nga dielli, nga një bërthamor ose ngrohës izotopi, sobë me qymyr ose dru etj.
Motori nuk do të jetë "kapriçioz" për shkak të humbjes së shkëndijës, karburatorit të bllokuar ose ngarkimit të ulët të baterisë, pasi nuk i ka këto njësi. Termi "motori i ngecur" është i pakuptimtë për Stirlings. Stirling mund të ndalet nëse ngarkesa tejkalon modelin. Rinisja kryhet duke e kthyer një herë volantin e boshtit të gungës.
Thjeshtësia e dizajnit - dizajni i motorit është shumë i thjeshtë, nuk kërkon sisteme shtesë siç është mekanizmi i shpërndarjes së gazit. Fillon vetë dhe nuk ka nevojë për një starter. Karakteristikat e tij bëjnë të mundur heqjen e kutisë së shpejtësisë. Sidoqoftë, siç u përmend më lart, ai ka një konsum më të lartë material.
Burimi i shtuar - thjeshtësia e dizajnit, mungesa e shumë njësive "delikate" lejon që përzierja të sigurojë një burim të paparë për motorët e tjerë në dhjetëra dhe qindra mijëra orë punë të vazhdueshme.
Efikasiteti - në rastin e shndërrimit të energjisë diellore në energji elektrike, Stirlings ndonjëherë japin efikasitet më të madh (deri në 31.25%) sesa makina për ngrohje për një çift.
Djegia e karburantit ndodh jashtë vëllimit të brendshëm të motorit (në kontrast me motorin me djegie të brendshme), e cila lejon djegien uniforme të karburantit dhe djegien e tij të plotë (dmth., Zgjedhja e energjisë maksimale të përmbajtur në karburant dhe minimizimi i emetimit të përbërësit toksikë).
Nuk ka asnjë sistem në hartimin e motorit ndezja e tensionit të lartë, sistemi i valvulave dhe, në përputhje me rrethanat, bosht me gumga. Një motor Stirling i projektuar mirë dhe teknologjikisht i avancuar nuk kërkon rregullim dhe akordim gjatë gjithë jetës së tij të shërbimit.
Motori i heshtur - stilimi nuk ka shter, që do të thotë se nuk bën zhurmë. Beta Stirling me një mekanizëm rombik është një pajisje e balancuar në mënyrë të përkryer dhe, me mjaft cilesi e larte prodhim, madje nuk ka dridhje (amplituda e dridhjeve është më pak se 0.0038 mm).
Ekologjikisht miqësore - stilimi në vetvete nuk ka pjesë ose procese që mund të kontribuojnë në ndotjen e mjedisit. Nuk konsumon lëngun e punës. Miqësia mjedisore e motorit është kryesisht për shkak të miqësisë mjedisore të burimit të nxehtësisë. Duhet gjithashtu të theksohet se është më e lehtë të sigurohet plotësia e djegies së karburantit në një motor me djegie të jashtme sesa në një motor me djegie të brendshme.

Nëndetëse
Përparësitë e "trazimit" çuan në faktin se në gjysmën e parë të viteve 1960, librat e referencës detare treguan mundësinë e instalimit të motorëve Stirling të pavarur nga ajri në nëndetëset e tipit "Schöurmen" të prodhuara në Suedi. Sidoqoftë, as Sheurmen, as Nakken dhe Westerjotlands që i ndoqën termocentraleve nuk e mora kurrë Vetëm në vitin 1988 nëndetësja e tipit "Nakken" u ripajis për motorët Stirling. Me ta, ajo kaloi nën ujë për më shumë se 10.000 orë. Me fjalë të tjera, ishin suedezët ata që hapën epokën e sistemeve ndihmëse anaerobe ndihmëse në ndërtimin e anijeve nëndetëse. Dhe nëse "Nakken" është anija e parë eksperimentale e kësaj nënklasë, atëherë nëndetëset e tipit "Gotland" u bënë anijet e para serike me motorë Stirling, të cilat i lejojnë ata të qëndrojnë nën ujë vazhdimisht deri në 20 ditë. Aktualisht, të gjitha nëndetëset e Marinës Suedeze janë të pajisura me motorë Stirling, dhe ndërtuesit suedezë të anijeve tashmë kanë punuar mirë teknologjinë e pajisjes së nëndetëseve me këto motorë, duke prerë në një ndarje shtesë në të cilën ndodhet sistemi i ri i shtytjes. Motorë të ngjashëm janë instaluar edhe në nëndetëset më të fundit japoneze.

Një nga fushat jokonvencionale të aplikimit të motorit Stirling është mjekësia. Përdoret në sistemet artificiale të zemrës. Burimi i energjisë në sisteme të tilla, si rregull, janë radioizotopet.

Një shembull i përdorimit të një motori për ftohjen e një procesori

Për ne, përparësitë e gjithë kësaj teknologjie janë se një person kompetent do të jetë në gjendje të riprodhojë një model nga ato materiale që do të jenë në dispozicion, por për një dizajn me cilësi të lartë dhe të qëndrueshme, duhet të mendoni paraprakisht për të, sot Me
Për secilin person, një motor i tillë mund të jetë një burim energjie.
Nëse vendbanimi është më shumë se 30-50 njerëz, atëherë mund të dalësh me një stok për 24 orë
marrja e energjisë elektrike. Dhe energjia elektrike është gjithçka.
Pompat, nxjerrja e ujit, ndriçimi, siguria e perimetrit, veglat e energjisë, pajisjet shtëpiake, një kompjuter me të dhëna të mbledhura, në përgjithësi, një bastion i qytetërimit.
Video interesante nga entuziastët që rindërtojnë motorët Stirling
duke punuar me sukses në fillim të shekullit të kaluar.

Ajo që do të doja të them në përfundim.
Me shumë mundësi motori Stirling është një ilaç gjatë periudhës së PB për gjenerimin e energjisë,
si elektrike ashtu edhe mekanike.
Për shkak se nuk është e lidhur me diellin, i cili shkëlqen gjatë ditës, dhe energjia elektrike është e nevojshme gjatë natës,
për më tepër, kur drita është më e nevojshme në dimër, retë e pabesë varen në qiell për muaj të tërë.
Jo i lidhur me erën, e cila fryn kur të dojë dhe si të dojë, nuk e di për ty, kam mjaft erë që fryn 20 ditë në vit.
Jo i lidhur me benzinë ​​dhe naftë, ndoshta në Tyumen dhe mund të arrini në fund të naftës nëse dëshironi,
me ne vetëm nëse gërmoni drejt depozitave të Venezuelës.
Jo i lidhur me presionin dhe rrjedhën e ujit, dikush ndihet mirë në ultësirë ​​midis lumenjve dhe përrenjve, uji më i afërt i madh nga unë është rreptësisht në veri përgjatë horizontit 12 km ose rreptësisht poshtë 40 metra.

Stirling na dha shpikjen e tij unike që mund dhe duhet të zbatohet.
Përshtatshmëria, besueshmëria, gjithëprania si p.sh sobë e zakonshme ose kuti zjarri.
Gjëja kryesore është të hidhni dru zjarri në furrë, ose qymyr, kushdo që i ka.

Faleminderit për vëmendjen tuaj, për të vazhduar ...

Një burim i ri i rëndësishëm i energjisë mekanike për drejtimin e një makine është motori Stirling. Almostshtë pothuajse e panjohur, ekzistojnë vetëm prototipet e tij, kështu që ju mund të jepni vetëm një përshkrim të përciptë të parimit të tij të funksionimit dhe dizajnit. Në formën e tij origjinale, ajo ekzistonte si një makinë zgjerimi termike, në cilindrin e së cilës lëngu i punës, për shembull, ajri, ishte ftohur para ngjeshjes dhe nxehej para zgjerimit. Diagrami dhe parimi i funksionimit të një motori të tillë janë treguar në Fig. 1

Në pjesën e sipërme të cilindrit 1 ka një xhaketë ftohëse me ujë 2, dhe pjesa e poshtme e cilindrit nxehet vazhdimisht nga flaka. Cilindri përmban një pistoni pune 3 të mbyllur unaza pistoni dhe lidhet me një shufër lidhëse me bosht me gunga(boshti i gungës nuk është treguar në figurë). Midis pjesës së poshtme të cilindrit dhe pistonit të punës ekziston një pistoni zhvendosje 4, i cili lëviz në cilindër me hendek i madh... Ajri i bllokuar në cilindër pompohet përmes këtij hendeku nga zhvendosësi 4 ose në fund të pistonit të punës ose në pjesën e poshtme të nxehtë të cilindrit. Zhvendosësi drejtohet nga shufra 5 që kalon përmes vulës në piston dhe drejtohet nga një mekanizëm ekscentrik që rrotullohet me një kënd vonesë prej rreth 90 ° në krahasim me mekanizmin e drejtimit të pistonit të punës.

Në pozicionin a, pistoni është në BDC (qendra e vdekur në fund) dhe ajri i ftohur nga muret e cilindrit është bllokuar midis tij dhe zhvendosësit. Në fazën tjetër b, zhvendosësi lëviz lart, dhe pistoni mbetet në BDC. Ajri midis tyre shtyhet përmes hendekut midis zhvendosësit dhe cilindrit në fund të cilindrit dhe ftohet nga muret e cilindrit. Faza c po funksionon, gjatë së cilës ajri nxehet nga fundi i nxehtë i cilindrit, zgjerohet dhe i shtyn të dy pistonët deri në TDC (qendra e sipërme e vdekur).

Pas përfundimit të goditjes së punës, zhvendosësi kthehet në pozicionin e poshtëm në fund të cilindrit dhe shtyn ajrin përmes hendekut midis mureve të cilindrit në dhomën nën piston, ndërsa ajri ftohet nga muret. Në pozicionin d, ajri i ftohtë përgatitet për ngjeshje dhe pistoni i punës lëviz nga TDC në BDC. Meqenëse puna e shpenzuar në kompresimin e ajrit të ftohtë është më pak se puna e bërë në zgjerimin e ajrit të nxehtë, gjenerohet punë e dobishme. Volanti shërben si akumulues i energjisë së kërkuar për kompresimin e ajrit.

Në mishërimin e përshkruar, motori Stirling kishte efikasitetin më të ulët, pasi nxehtësia e përmbajtur në ajër pas goditjes së punës duhej të hiqet në ftohës përmes mureve të cilindrit. Ajri gjatë një goditje pistoni nuk kishte kohë të ftohej sa duhet, dhe ishte e nevojshme të rritej koha e ftohjes, si rezultat i së cilës shpejtësia e motorit ishte gjithashtu e ulët. , e cila varet, siç u përmend më herët, nga ndryshimi midis temperaturave maksimale dhe minimale të ciklit të funksionimit, ishte gjithashtu i vogël. Nxehtësia e ajrit të shkarkimit u shkarkua në ujin ftohës dhe humbi plotësisht.

Motori Stirling u përmirësua ndjeshëm nga Philips (Hollandë). Para së gjithash, u përdor një rigjenerues i jashtëm i nxehtësisë, përmes të cilit ajri pompohej nga pjesa e sipërme e cilindrit në pjesën e poshtme nën veprimin e një zhvendosësi. Një radiator u lidh në seri me rigjeneruesin në qarkun e jashtëm. Rigjeneruesi grumbullon nxehtësinë e ajrit që hyn në dhomën e ftohtë pas zgjerimit. Kur ajri rrjedh në drejtim të kundërt, akumulatori i kthen nxehtësinë atij. Kjo rrit diferencën midis temperaturave maksimale dhe minimale të ciklit dhe nxehtësia duhet të hiqet nga sistemi i ftohjes. Radiatori i vendosur pas rigjeneruesit heq vetëm një pjesë të kësaj nxehtësie, pjesa tjetër ruhet në akumulator dhe përdoret përsëri. Si rezultat, jo vetëm efikasiteti i motorit përmirësohet, por edhe shpejtësia e tij maksimale e rrotullimit rritet, gjë që ndikon në fuqinë dhe gravitetin specifik të motorit. Nxehtësia nga gazrat e shkarkimit nga ngrohësi paraprak përdoret për të rritur temperaturën e ajrit të freskët të furnizuar në dhomën e tij të djegies. Dizajni i përshkruar i motorit është treguar në Fig. 2

Në pozicionin a, ajri është i ngjeshur dhe, kur lëviz në pjesën e sipërme të cilindrit, nxehet së pari në rigjenerues dhe më pas në ngrohës. Në pozicionin b, i gjithë ajri zhvendoset nga hapësira midis dy pistoneve dhe e bën punën duke i zhvendosur të dy pistonët në pozicionin më të ulët. Në pozicionin B, pasi të ketë përfunduar puna, pistoni i punës mbetet në pozicionin më të ulët, dhe zhvendosësi 1 fillon të shtyjë ajrin nga pjesa e sipërme e cilindrit në hapësirën midis pistoneve përmes rigjeneruesit, në të cilin ajri lëshon një pjesë e rëndësishme e nxehtësisë së tij, dhe radiatorit, ku ajri ftohet edhe më thellë. Në fazën e fundit të ciklit d, ajri ftohet dhe detyrohet nga maja e cilindrit në hapësirën midis pistoneve, ku është ngjeshur.

Kompresimi i ajrit të ftohtë, hyrja e tij përmes rigjeneruesit dhe radiatorit në pjesën e sipërme të cilindrit, zgjerimi dhe ftohja pasuese e ajrit përfaqësojnë ciklin e punës. Cilindri mban një masë konstante të ajrit, kështu që cilindri funksionon pa shter. Çdo burim nxehtësie mund të përdoret për ngrohje. Në skemën e konsideruar, përdoret një kazan i karburantit të lëngshëm; përmbajtje substanca të dëmshme varet nga plotësia e djegies së karburantit në dhomën e djegies së bojlerit. Meqenëse kjo krijon një mënyrë djegieje të vazhdueshme me një temperaturë relativisht të ulët dhe një tepricë të madhe të ajrit, është e mundur të arrihet djegie e plotë dhe pak.

Avantazhi i motorit Stirling është gjithashtu se ai mund të funksionojë jo vetëm në një sërë karburantesh, por bën të mundur përdorimin e llojeve të ndryshme të burimeve të nxehtësisë. Kjo do të thotë që motori nuk varet nga prania e atmosferës. Mund të funksionojë njësoj mirë në hapësira të mbyllura si nëndetëse ashtu edhe satelitë. Kur përdorni një akumulator të nxehtësisë me LiF, nxehtësia furnizohet në motor përmes një tubi nxehtësie, siç tregohet në Fig. 3

Në fund të Fig. 2 tregon një mekanizëm lëvizës rombik që kontrollon lëvizjen e të dy pistonëve. Për makinën, përdoren dy bosht me gunga, të lidhura me një palë ingranazhe dhe rrotullohen në drejtime të kundërta. Skajet e shufrës zhvendosëse 1 dhe shufra e pistonit të uritur 2 janë të lidhura përmes shufrave lidhës të veçantë me të dy boshtet e gungave. Nëse boshtet e të dy boshteve janë në pozita e lartë dhe lëvizni nga pozicioni a në pozicionin b, atëherë shufrat lidhës të pistonit të punës 2 janë të vendosura pranë TDC dhe ai lëviz pak pranë TDC. Shufrat lidhës të zhvendosësit që lëvizin në këtë fazë të ciklit lëvizin poshtë dhe pistoni gjithashtu lëviz me shpejtësinë më të lartë nga pozicioni a në pozicionin b.

Drejtimi i kundërt i rrotullimit të dy boshteve të gungave bën të mundur vendosjen mbi to të kundërpeshëve të nevojshme për të balancuar forcat inerciale të rendit të parë dhe momentet e tyre nga masat reciproke që ekzistojnë në motorët me një cilindër dhe në linjë.

Mekanizmi romb gjithashtu ka avantazhin që shufrat lidhës transferojnë forcat në mënyrë simetrike nga shufrat e pistonit në boshtet e gungave, dhe forcat anësore nuk lindin në kushinetat dhe vulat e pistonit. Kjo e fundit është shumë e rëndësishme, pasi kërkohet një presion i lartë i funksionimit që motori të funksionojë me efikasitet të mirë.

E zakonshme mekanizmat e fiksimit Me presion të lartë të pistonit dhe kënde të mëdha të devijimit të shufrës lidhëse, krijohen forca të mëdha anësore që veprojnë në pistoni dhe shkaktojnë humbje të larta fërkimi dhe konsum të lartë. Duke përdorur një kryq ose një mekanizëm rombik, ky fenomen negativ eliminohet dhe mund të arrihet një vulosje e mirë e pistoneve.

Për të parandaluar që shufrat të transmetojnë forca të mëdha në kushinetat kryesore dhe lidhëse të boshtit të gungave, një presion mbrapa i barabartë me presionin mesatar të punës në cilindër mbahet nën pistonin e punës, i cili është rreth 20 MPa.

Vështirësi të rëndësishme lindin kur rregulloni fuqinë e një motori Stirling. Ndryshimi i fuqisë që vjen nga një ndryshim në sasinë e karburantit të furnizuar me ngrohësin është i parëndësishëm. Një rezultat më i dukshëm mund të arrihet duke ndryshuar presionin ose sasinë e lëngut të punës. Kjo metodë e kontrollit të energjisë përdoret në motorin e makinës Stirling. Për të zvogëluar fuqinë, një pjesë e gazit nga cilindrat anashkalohet në rezervuar. presion i ulët; Për të rritur fuqinë, gazi furnizohet me cilindra nga një rezervuar me presion të lartë, ku pompohet paraprakisht nga një kompresor special nga një rezervuar me presion të ulët. Për motorët me pistoni me veprim të dyfishtë për të zvogëluar fuqinë, gazi anashkalohet nga maja e pistonit në fund përmes një kanali të veçantë. Kalimi nga fuqia e plotë në i papunë zgjat 0,2 s; procesi i kundërt zgjat rreth 0.6 s.

Për të mbajtur të vogla humbjet e fërkimit të gazit kur kalojnë nëpër kanalet e ngushta të rigjeneruesit dhe radiatorit, përdoret heliumi, dhe ata gjithashtu përpiqen të përdorin hidrogjen. Për të zvogëluar madhësinë dhe peshën, katër cilindra pistoni me veprim të dyfishtë në motorin e gjeneratës së dytë janë pozicionuar siç tregohet në fig. 9. Në vend të një bosht me gunga, përdoret një makinë e pllakës së goditjes. Prania e presionit të lartë të gazit në të dy anët e pistonit siguron që vetëm një ndryshim i vogël i presionit të transmetohet në lavatriçen e makinës. Meqenëse në një motor Stirling e gjithë nxehtësia e hequr transferohet në ftohës, radiatori i këtij motori duhet të jetë 2 herë më i madh se ai i motorët konvencionalë djegia e brendshme.

Si shembull, merrni parasysh dy motorë të makinave Stirling. Motori rombik i gjeneratës së parë me katër cilindra i treguar në fig. 10, ka një diametër cilindri prej 77.5 mm, një goditje pistoni prej 49.8 mm (zhvendosje 940 cm 3), zhvillon një fuqi prej 147 kW në 3000 min -1 dhe një presion mesatar të cilindrit prej rreth 22 MPa. Temperatura e kokës së cilindrit mbahet në rreth 700 ° C dhe temperatura e ftohësit në 60 ° C. Pesha e thatë e motorit është 760 kg. Fillimi i ftohtë dhe ngrohja e motorit derisa temperatura e kokës së cilindrit të arrijë 700 ° C merr rreth 20 sekonda. Në një temperaturë uji prej 55 ° C, efikasiteti tregues i motorit në stolin e provës arriti në 35%. Fuqia specifike është 156 kW / dm 3, dhe graviteti specifik për njësi fuqie është 5.2 kg / kW.

Një seksion skematik i motorit të gjeneratës së dytë Stirling të modelit Philips 4-215 DA, i destinuar për një makinë pasagjerësh, është treguar në Fig. 9. Motori ka afërsisht të njëjtën madhësi dhe peshë si një motor benzinë ​​konvencional dhe ka një fuqi prej 127 kW. Katër cilindra me pistona me veprim të dyfishtë janë të vendosur rreth boshtit të boshtit të lëvizjes së pllakës. Kaldaja e nxehësit, e zakonshme për të katër cilindrat, ka një hundë. Në një makinë Ford Torino (SHBA), konsumi i karburantit me këtë motor ishte 25% më i ulët se me një motor 8-cilindrash me benzinë ​​në formë V. Përmbajtja e NOx në gazrat e shkarkimit të sistemit të ngrohjes paraprake, për shkak të përdorimit të qarkullimit të tyre, ishte shumë më e ulët se norma e vendosur.

Diametri i cilindrit të motorit Philips 4-215 DA është 73 mm, goditja e pistonit është 52 mm. Fuqia e motorit 127 kW me një shpejtësi prej 4000 min -1. Temperatura e ngrohësit (temperatura e kokës së cilindrit) është 700 ° C dhe temperatura e ftohësit është 64 ° C.

Firma suedeze United Sterling ka projektuar motorin e saj Stirling për të përfituar sa më shumë nga pjesët e industrisë së automobilave. Përdoret një bosht me gunga konvencionale dhe shufra lidhëse, e cila së bashku me kryqëzimin konverton lëvizjen përkthimore të pistonit me veprim të dyfishtë në lëvizje të boshtit rrotullues. Një pamje seksionale e këtij motori V me katër cilindra është treguar në fig. 11. Rreshtat e cilindrave janë të vendosur në një kënd të vogël, kokat e cilindrave formojnë një grup të përbashkët, të nxehtë nga një djegës.

Graviteti specifik i vlerësuar i këtij motori është 2.4 kg / kW, i cili mund të krahasohet me performancën e një naftë shumë të mirë me madhësi të ulët me shpejtësi të lartë. Graviteti specifik i motorëve Stirling është ulur nga 6.1-7.3 kg / kW në 4.3 kg / kW dhe është vazhdimisht në rënie.

Prodhimi i një motori Stirling kërkon një teknologji që është krejtësisht e ndryshme nga teknologjia për prodhimin e motorëve me djegie të brendshme, e cila do të ngadalësojë futjen e tij në prodhim. Sidoqoftë, zhvillimi i motorëve të tillë vazhdon, pasi motorët tradicionalë të benzinës dhe naftës nuk do të plotësojnë kërkesat e ardhshme të pastërtisë së nevojshme të gazit të shkarkimit, dhe motorët e krijuar Stirling japin arsye për të shpresuar se ky problem mund të zgjidhet. Meqenëse ndryshimi i presionit të gazit në cilindrin e një motori Stirling është i qetë, ai punon në mënyrë të qëndrueshme dhe të qetë, duke kujtuar makine me avull... Sidoqoftë, një sasi e madhe e nxehtësisë së mbeturinave kërkon zgjidhje të reja në fushën e sistemeve të ftohjes.

Përparim i madh në motorët Stirling u arrit me krijimin e motorit Philips 4-215 DA. Motori është menduar për përdorim në makina pasagjerësh dhe zë aq hapësirë ​​në to sa një benzinë ​​e zakonshme Motor në formë V. fuqi e barabartë. Masa e motorit Philips 4-215 DA është 448 kg dhe me një fuqi maksimale prej 127 kW graviteti i tij specifik është 3.5 kg / kW. Efikasiteti tregues i këtij motori kur përdorni hidrogjenin si një lëng pune nën një presion prej 20 MPa është 35%.

Fillimi i ftohtë i motorit zgjat 15 sekonda, konsumi i karburantit të një makine në trafikun e qytetit është 25% më pak se në rastin e një motori konvencional me benzinë. Fuqia e motorit rregullohet duke ndryshuar sasinë dhe presionin e lëngut të punës.

Dendësia e hidrogjenit është 14 herë më e ulët se ajo e ajrit, dhe kapaciteti i tij i nxehtësisë është gjithashtu 14 herë më i lartë se ai i ajrit. Kjo ka një efekt pozitiv në humbjet hidraulike, veçanërisht në rigjenerues, dhe në përgjithësi çon në një rritje të efikasitetit të motorit (shih Fig. 4).

Postuar në faqen 12.03.2009.

5 PARATHNIE NGA DEPARTAMENTI I PARASHIKIMIT

Mirëmëngjes, lexues të dashur.

Seria jonë e makinave nuk do të ishte e plotë nëse nuk do të kishim parë makinat me motor. e jashtme djegie, të cilat u shpikën në 1816 nga prifti skocez Robert Stirling.

Motivi i shpikësit ishte numri i madh i lëndimeve që pësuan punëtorët në industritë e revolucionit industrial në Angli.

Historia e teknologjisë raporton vetëm një përvojë në ndërtimin e makinave

bazuar në përdorimin e këtij motori. Kjo ndodhi në 1972. Unë nuk gjeta një imazh të kësaj makine, por gjeta një artikull shumë interesant nga qendra ruse e inovacionit, të cilin jam i kënaqur ta paraqes sot.

Për një lexim të kualifikuar, unë propozoj një ekskursion të vogël arsimor të përgjithshëm në këtë fushë, të cilin e hartova në formën e një përmbledhjeje të disa citateve.

Burimi i nxehtësisë ngroh gazin në anën e djathtë të cilindrit të shkëmbyesit të nxehtësisë. Gazi zgjerohet dhe përmes tubit ushtron presion mbi pistonin e punës. Pistoni zbret, shtyn shufrën lidhëse dhe kthen volantin. Në të njëjtën kohë, pistoni i zhvendosjes lëviz në të djathtë. Zhvendos gazin nga pjesa e ndezur e cilindrit të shkëmbimit të nxehtësisë në pjesën e tij të ftohtë, e cila ka pendë ftohëse. Pistoni i shkëmbyesit të nxehtësisë është i mbushur me material izolues të nxehtësisë. Gazi ftohet, duke krijuar një forcë të kundërt në pistonin e punës, pistoni ngrihet lart dhe cikli përsëritet që nga fillimi.

Motori Stirling, motor me djegie të jashtme, motor me furnizim të jashtëm dhe rikuperim të energjisë termike të konvertuar në të dobishme punë mekanike... S. d. Isshtë emëruar pas shpikësit anglez R. Stirling (R. Stirling; 1790-1878), i cili në 1816-40 krijoi një motor me cikël të hapur që funksiononte në ajër të nxehtë. Motori kishte një rigjenerues të papërsosur (shkëmbyes nxehtësie), ishte i rëndë dhe i rëndë, si rezultat i të cilit nuk u përdor. Modern S. d. Punon sipas një cikli rigjenerues të mbyllur (cikli Stirling), i përbërë nga dy procese izotermale të njëpasnjëshme dhe dy procese izokorike. Lëngu i punës i S. d. Heshtë helium ose hidrogjen nën një presion prej 10-14 Mn / m2 (100—140 kgf / cm2) — ndodhet në një hapësirë ​​të kufizuar dhe nuk zëvendësohet gjatë funksionimit, por ndryshon vëllimin vetëm kur nxehet dhe ftohet. Rigjeneruesi e ndan këtë hapësirë ​​në një zgavër të sipërme (të nxehtë) dhe të poshtme (të ftohtë) (Fig. 1). Nxehtësia furnizohet në zgavrën e sipërme nga ngrohësi, nga ajo e poshtme hiqet nga një ftohës në të cilin qarkullon uji. Në cilindrin S. d. Ka 2 pistona - një punues dhe një zhvendosës. Zgavrat e nxehta dhe të ftohta janë të ndërlidhura me kanale që kalojnë përmes ngrohësit, rigjeneruesit dhe ftohësit. Cikli i punës i S. d. Kryhet në 4 cikle (Fig. 2).

Raporti i fuqisë ndaj peshës së një motori Stirling është i krahasueshëm me atë të një motor nafte me turbocharged. Dendësia e fuqisë dalëse është e njëjtë me atë të një motori dizel. Çift rrotullues është praktikisht i pavarur nga shpejtësia. Motori Stirling reagon ndaj ndryshimeve në ngarkesë në të njëjtën mënyrë si një motor nafte, megjithatë, kërkon një sistem kontrolli më kompleks, është më kompleks se ato konvencionale. motorët e nxehtësisë... Kostoja e prodhimit të saj është më e lartë se kostoja e prodhimit të një motori me djegie të brendshme, megjithatë, kostot e funksionimit janë shumë më pak.

Teknologjitë e zhvilluara në 1816 nga skocezi Robert Stirling funksionojnë edhe sot! Cikli Stirling përdor një burim të jashtëm të nxehtësisë, i cili mund të jetë çdo gjë - djegia e benzinës, energjisë diellore, apo edhe nxehtësia e prodhuar nga bakteret plehrash. Brenda cilindrave nuk ka karburant !!! Cilësitë kryesore të motorit Stirling janë efikasiteti, nivelet e ulëta të zhurmës dhe dridhjeve të prodhuara gjatë funksionimit, aftësia për të përdorur lloje të ndryshme të karburantit dhe toksiciteti i ulët i gazrave të shkarkimit. Sot, motorët Stirling përdoren vetëm në disa fusha shumë të specializuara, të tilla si nëndetëse ose si gjeneratorë ndihmës në jahte ku kërkohet heshtje.

Makinat Stirling janë makina që veprojnë në një cikël termodinamik të mbyllur, në të cilin proceset ciklike të ngjeshjes dhe zgjerimit ndodhin në nivele të ndryshme të temperaturës, dhe rrjedha e lëngut të punës kontrollohet duke ndryshuar vëllimin e tij. Substancat natyrore të gazta (heliumi, azoti, ajri i thatë, etj.) Përdoren si një lëng pune. Cikli termodinamik i makinave në shqyrtim u propozua në 1816 nga skocezi Robert Stirling. Që nga mesi i shekullit XIX, fraza "Makina Stirling" është përdorur gjerësisht si në termodinamikën klasike ashtu edhe në jetën e përditshme. Cikli Stirling përbëhet nga dy izoterma dhe dy izokore. Prania e dy izotermave përcakton barazinë e efikasitetit termodinamik të ciklit ideal Stirling dhe ciklit Carnot. Kjo është arsyeja pse makinat e ciklit Stirling janë ndër makinat më efikase në botë. Përparësitë e makinave që funksionojnë sipas ciklit Stirling përfshijnë një shkallë të lartë të pastërtisë mjedisore si të trupave të punës të makinave Stirling ashtu edhe të mediave të mbeturinave që dalin gjatë funksionimit të tyre, si dhe efikasitetin e energjisë.

Makinat STIRLING janë një drejtim i ri premtues në zhvillimin e inxhinierisë mekanike vendase.

Deri kohët e fundit, sistemet autonome të furnizimit me energji elektrike duke përdorur njësi tradicionale termo-mekanike kënaqnin nivelin aktual të zhvillimit të shoqërisë dhe teknologjisë. Megjithatë, përkeqësimi i mbarëkombëtar probleme globale nevojitet urgjentisht (shterimi i burimeve natyrore; i afërt kriza energjetike; ndotja e mjedisit; zvogëlimi i shtresës së ozonit të Tokës; forcimi i "efektit serë", etj.) çoi në nevojën për miratimin në fund të shekullit të 20 -të të një numri aktesh të mëdha legjislative ndërkombëtare dhe ruse në fushën e ekologjisë, menaxhimit të natyrës dhe ruajtjes së energjisë. Kërkesat kryesore të këtyre ligjeve kanë për qëllim zvogëlimin e emetimeve të CO2, ndalimin e prodhimit të substancave që shkatërrojnë ozonin dhe freonin R-12 si ftohës për makineritë ftohëse të kompresimit të avullit (PKHM), burimet dhe kursimin e energjisë, kalimin e automjeteve në karburantet motorikë miqësorë me mjedisin. , etj

Shkalla e madhe, rritja e kostos së prodhimit të karburantit dhe burimeve të energjisë dhe ndotja në rritje e mjedisit nxorën në pah detyrën e kërkimit të teknologjive të reja për shndërrimin e energjisë, zhvillimin e teknologjisë së re të bazuar në cikle termodinamike shumë efikase, duke përdorur lloje të reja të karburantit , trupa të rinj pune, etj., domethënë, krijimi i sistemeve të tilla energjetike miqësore me mjedisin që do të plotësonin nevojat e industrisë dhe popullsisë në kostot minimale burimet materiale. Së bashku me qasjet e tjera, në zgjidhjen e problemeve mjedisore dhe energjetike me të cilat përballet Federata Ruse, mënyra më premtuese është zhvillimi dhe zbatimi i përhapur i sistemeve të shndërrimit të energjisë bazuar në makinat që veprojnë në ciklet e Stirling përpara dhe mbrapsht (makinat Stirling).

Aktualisht, një numër i madh i diagrameve të paraqitjes dhe performancës strukturore të njësive individuale të makinave Stirling janë zhvilluar. Pra, vetëm disa disqe njihen për më shumë se 18 lloje. Sidoqoftë, më të përhapurit janë makinat Stirling të bëra sipas skemave a, b, g. Strukturisht, makinat Stirling janë një kombinim i suksesshëm në një njësi të një kompresori, zgjeruesi dhe shkëmbyesi të nxehtësisë: shkëmbyesi i nxehtësisë i ngarkesës (ngrohës ose kondensator), rigjenerues dhe ftohës.

Në forumet më të fundit evropiane dhe botërore në gjendja e tanishme dhe perspektivat për zhvillimin e makinave që veprojnë në ciklin Stirling, u vu re se teknologjia e prodhimit të makinave Stirling jashtë vendit është zotëruar plotësisht. Zgjidhur problemet e vulave për pjesët në lëvizje, përzgjedhjen e materialit, bashkimin e shkëmbyesve të nxehtësisë, etj. Duke pasur parasysh këtë, së bashku me përdorimin tradicional të motorëve dhe makinave kriogjenike Stirling për qëllime ushtarake (rikondensimi i lëngjeve me zierje të ulët, ftohja e detektorëve infra të kuqe, sistemet anaerobe të furnizimit me energji elektrike, etj.), Përdorimi i frigoriferëve Stirling në një masë të moderuar. niveli i ftohtë për ruajtje produktet ushqimore dhe sistemet e ajrit të kondicionuar, përdorimi i motorëve Stirling në impiantet e bashkëprodhimit, pompat e nxehtësisë në sistemet e decentralizuara të furnizimit me nxehtësi, etj.

Konfirmimi i interesit në rritje për makinat Stirling është fakti se që nga viti 1982 një konferencë ndërkombëtare mbi motorët Stirling është mbajtur çdo dy vjet, dhe Forumi Evropian për motorët Stirling është mbajtur çdo dy vjet në Osnabrück (Gjermani). Për më tepër, një konferencë mbahet çdo vit në Shtetet e Bashkuara për shndërrimin e llojeve të ndryshme të energjisë, në të cilën funksionon një seksion mbi motorët Stirling. Në Britaninë e Madhe, është krijuar Shoqëria për Studimin e Motorëve Stirling, në të cilën anëtarësohen më shumë se 300 shkencëtarë nga e gjithë bota. Që nga viti 1996, Shoqëria boton revistën UK Stirling News në baza tremujore. Stirling Machine World është botuar çdo tre muaj në Shtetet e Bashkuara që nga viti 1978. Një ose dy libra mbi makinat Stirling botohen çdo vit.

Karakteristikat kryesore të ciklit Stirling janë:

Cikli karakterizohet nga parametra jo të palëvizshëm në kohë të rrjedhave të lëngut të punës në secilën pikë të sistemit. Në praktikë, kjo do të thotë që një makinë Stirling, zgavrat e punës së së cilës përfshihen në një vëllim, në mënyrë të pashmangshme duhet të jetë një makinë me ndryshime periodike në vëllimet e ngjeshjes dhe zgjerimit, d.m.th. makinë pistoni. Duke pasur parasysh këtë, fushat mbizotëruese të aplikimit të makinave të tilla janë fuqia e vogël dhe e mesme;
-cikli është menduar vetëm për punë me një lëng pune të gaztë. Në mënyrë që madhësia e makinave në një fuqi të caktuar të jetë e pranueshme, dhe shkëmbimi i jashtëm dhe i brendshëm i nxehtësisë i lëngut të punës në këto kushte të jetë mjaft efikas, presioni në makinë duhet të jetë dukshëm më i lartë se presioni atmosferik. Për të njëjtat arsye, lëngu i punës duhet të ketë viskozitet të ulët, ndoshta përçueshmëri të lartë termike dhe kapacitet të nxehtësisë, i cili varet pak nga presioni (përndryshe do të ketë humbje të mëdha të brendshme në rigjenerues për shkak të ekuivalentëve të ndryshëm termikë të rrjedhave të shkëmbimit të nxehtësisë);
-në ​​cikël, rikuperimi i nxehtësisë ju lejon të punoni në një gamë të gjerë të temperaturave (temperaturat e sipërme dhe të ulëta të ciklit) në raporte relativisht të vogla të presioneve të ngjeshjes dhe zgjerimit;
- për të zbatuar ciklin, hidrogjeni, heliumi, azoti, ajri dhe substanca të tjera të gazta mund të përdoren si trupa punues. Përdorimi i gazrave me një vlerë të lartë të konstantës së gazit (R), të tilla si hidrogjeni ose heliumi, si një mjet pune, bën të mundur marrjen e efikasitetit të ekzergjisë * në makinat Stirling. mbi 50%;
- shkathtësia e ciklit, në bazë të tij është e mundur të krijohen si konvertues të ciklit përpara ashtu edhe të ciklit të kundërt.

· (Shënim i PK. Rreth "metodave të ekzergjisë së analizës": kjo është një qasje e bazuar në përdorimin e potencialeve termodinamike në analizën e proceseve të shndërrimit të energjisë në një sistem, shiko ,,.)

Cikli Stirling në konvertuesin e ciklit të drejtpërdrejtë përbëhet nga katër procese: - procesi i ngjeshjes izotermike, nxehtësia nga lëngu i punës me temperaturën T comp transferohet në mjedis; - procesi në vëllim konstant, nxehtësia nga hunda e rigjeneruesit transferohet në lëngun e punës; - procesi i zgjerimit izotermik, nxehtësia nga një burim i jashtëm me një temperaturë T max transferohet në lëngun e punës; - procesi është në një vëllim konstant, nxehtësia nga lëngu i punës transferohet në hundën e rigjeneruesit.

Cikli Stirling në konvertuesin e ciklit të kundërt gjithashtu përbëhet nga katër procese. Dallimi me motorin është se temperatura e burimit të jashtëm nga i cili furnizohet nxehtësia gjatë procesit të zgjerimit është më e ulët se temperatura e lëngut të punës, i cili largon nxehtësinë gjatë procesit të kompresimit. Në rastin e një ftohësi, nxehtësia hiqet nga zgavra e ftohtë gjatë procesit të zgjerimit 3 '-4'. Puna e ngjeshjes (zona 1-2-5-6) është e njëjtë si për motorin ashtu edhe për makinën ftohëse. Puna e zgjerimit (zona 4'-3'-5-6) në makinën ftohëse është më e vogël se puna e kompresimit, dhe për zbatimin e këtij cikli, kërkohet energji e furnizuar nga një burim i jashtëm, ekuivalent me zonën e 1-2-3'-4 '. Kur kaloni nga zgavra e ngjeshjes në zgavrën e zgjerimit në procesin 2-3 'temperatura e lëngut të punës zvogëlohet, dhe në procesin 4'-1 rritet në përputhje me rrethanat.

Makinat e Ciklit të Stirling Direkt - Stirling Engine

Në sondazhet botërore mbi teknologjinë e konvertimit të energjisë, motori Stirling konsiderohet si motori me potencialin më të madh për zhvillim të mëtejshëm. Nivel i ulët zhurma, toksiciteti i ulët i gazrave të shkarkimit, aftësia për të vepruar në lëndë djegëse të ndryshme, një burim i gjatë, dimensione dhe peshë e krahasueshme, karakteristika të mira çift rrotullues - të gjithë këta parametra u mundësojnë makinave Stirling të shpejt shtypin ndjeshëm motorët me djegie të brendshme (ICE). Motori Stirling i përket klasës së motorëve me furnizim të jashtëm të nxehtësisë (DVPT). Në këtë drejtim, në krahasim me motorët me djegie të brendshme, në motorët Stirling procesi i djegies kryhet jashtë cilindrave të punës dhe vazhdon më shumë ekuilibër, cikli i punës realizohet në një qark të brendshëm të mbyllur me ritme relativisht të ulëta të rritjes së presionit në cilindrat e motorit , natyra e qetë e proceseve termo-hidraulike të lëngut të punës të qarkut të brendshëm, në mungesë të një mekanizmi të valvulave të shpërndarjes së gazit. Duhet të theksohet se një numër kompanish të huaja kanë filluar prodhimin e motorëve, karakteristikat teknike të të cilave tashmë janë superiore ndaj motorëve me djegie të brendshme dhe njësitë e turbinës me gaz(Universiteti Teknik Shtetëror).

90 ° V-motor me dy cilindra Stirling të kompanisë gjermane SOLO "SOLO Stirling 161"

Motori Stirling është një motor unik i nxehtësisë sepse efikasiteti i tij teorik është efikasitet maksimal motorët e nxehtësisë (efikasiteti i ciklit Carnot). Punon me zgjerimin termik të gazit, i ndjekur nga kompresimi i gazit pasi të jetë ftohur. Një motor Stirling përmban një vëllim konstant të gazit të punës që lëviz midis pjesës "të ftohtë" (zakonisht në temperaturën e ambientit) dhe pjesës "të nxehtë", e cila zakonisht nxehet duke djegur çdo lloj karburanti ose burimi tjetër të nxehtësisë. Ngrohja kryhet nga jashtë, prandaj motori Stirling quhet motorë me djegie të jashtme. Me fillimin e viteve '90 të shekullit të kaluar, puna për krijimin e motorëve Stirling u krye si më poshtë firma të njohura si ‘Philips’ (Holandë), “ Motorë të përgjithshëm Co, Ford Motor Co, NASA Lewis Research Center, Los Alamos National Laboratory (USA), MAN-MBW (Germany), Mitsubishi Electric Corp., Toshiba Corp. (Japoni). Gjatë dekadës së fundit, Daimler Benz dhe Cummins Power Generation (CPG) dhe një numër firmash të tjera të mëdha gjithashtu kanë filluar të punojnë në krijimin e motorëve Stirling.

Makina të ciklit të kundërt Stirling - Frigoriferë Stirling.

Një nga drejtimet më premtuese në zhvillimin e teknologjisë së ftohjes në shekullin XXI është krijimi dhe përdorimi i makinave ftohëse Stirling me ftohje të moderuar (HMS UH). Në teori, efikasiteti i ftohësve të moderuar të ftohtë Stirling është i barabartë me efikasitetin e një ftohësi ideal Carnot. Substancat që plotësojnë plotësisht kërkesat e Konventës së Vjenës për Mbrojtjen e Shtresës së Ozonit dhe Protokollit të Montrealit mbi Substancat e Shkatërrimit të Ozonit mund të përdoren si lëngje pune për makinat Stirling të ciklit të kundërt. Prandaj, futja e gjerë e makinave ftohëse Stirling me ftohje të moderuar në të ardhmen e afërt do të bënte të mundur zgjidhjen e problemit të krijimit të sistemeve të furnizimit me ftohje që plotësojnë kërkesat moderne në kompleksin "efikasitet + pastërti ekologjike". Gama moderne e prodhimit të këtyre makinave varion nga 1 në 100 kW, e cila siguron përdorimin e tyre në sistemet e ftohjes në shumë fusha të industrisë dhe tregtisë. Përparësitë e CMS UX janë: një vlerë e lartë e koeficientit të performancës, një gamë e gjerë përdorimi në zonën e ftohjes së moderuar (nga 0 në -80 ° C) dhe pastërtia mjedisore e lëngjeve të punës (helium, hidrogjen, nitrogjen) , ajër). Jashtë vendit, prodhimi serik i makinave ftohëse Stirling me ftohje të moderuar tashmë ka filluar, në aspektin e efikasitetit dhe miqësisë me mjedisin, superior ndaj makinerive ekzistuese të ftohjes që veprojnë në cikle të tjera, përfshirë makinat e ftohjes me kompresim avulli.

Analiza e informacionit shkencor dhe teknik modern të huaj na lejon të pohojmë se në vendet e industrializuara në 10 vitet e fundit, ka filluar punë kërkimore dhe zhvillimi intensive për t'u përgatitur për prodhimin serik të frigoriferëve Stirling. Tashmë aktiv tregjet jashtë shtetit pajisjet e reja të ftohjes filluan të mbërrijnë duke përdorur makina të këtij cikli. Një shembull i mrekullueshëm i perspektivave të frigoriferëve Stirling është fillimi i prodhimit në masë në 2004 nga një gjigant i tillë si korporata e Koresë së Jugut "LG Electronic Inc" e frigoriferëve në shtëpi bazuar në frigoriferët Stirling me një lëvizje lineare.

Problemet e krijimit të makinave shumë efikase Stirling.

Përvoja e huaj në krijimin e makinave moderne shumë efikase Stirling tregon se pa modelim të saktë matematikor të proceseve të punës dhe dizajn optimal të njësive kryesore, rregullimi i hollësishëm i makinave të projektuara kthehet në kërkime eksperimentale rraskapitëse afatgjata. Aktualisht, firmat perëndimore që udhëheqin zhvillimet në këtë fushë kryesisht mbështeten në studimet teorike dhe eksperimentale të departamenteve të tyre shkencore, universiteteve teknike, ose krijojnë parqe teknologjike për zhvillimin e llojeve të caktuara të makinave Stirling. Më tej, është kompleksiteti i projektimit të njësive individuale, problemet në fushën e vulave, kontrolli i energjisë, etj. Karakteristikat e projektimit përcaktohen nga trupat e punës të përdorur. Kështu, për shembull, heliumi ka superfluiditet, i cili përcakton kërkesat e rritura për elementët nënshkrimin e pistoneve të punës, shufrën e zhvendosjes, etj. Formimi i pamjes së makinave premtuese Stirling të destinuara për prodhim është e pamundur pa zhvillimin e zgjidhjeve të reja teknike për njësitë kryesore. Problemi i tretë është niveli i lartë i teknologjisë së prodhimit. Ky problem shoqërohet me nevojën e përdorimit të lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë dhe metaleve me ngjyra në makinat Stirling, saldimin dhe saldimin e tyre. Një çështje e veçantë është prodhimi i një rigjeneruesi dhe paketimi për të, për të siguruar, nga njëra anë, kapacitet të lartë të nxehtësisë, dhe nga ana tjetër, rezistencë të ulët hidraulike. E gjithë kjo kërkon personel të kualifikuar dhe pajisje teknologjike moderne.

Si përfundim, duke folur për problemet e krijimit të makinave Stirling, është e nevojshme të nxirren dy përfundime:
- intensiteti i lartë shkencor i kësaj fushe të teknologjisë është pengesa kryesore për përdorimin e gjerë të makinave që veprojnë në ciklin Stirling;
- suksesi në krijimin e makinave konkurruese Stirling në tregun botëror mund të arrihet vetëm si rezultat i një sinteze të një niveli të lartë kërkimi shkencor, studimi të kujdesshëm të projektimit të njësive kryesore të makinave Stirling dhe teknologjisë së përparuar të prodhimit.

Analiza e zhvillimeve të brendshme në fushën e makinave Stirling.

Perspektivat për prodhimin dhe përdorimin e gjerë të makinave Stirling në fusha të ndryshme të ekonomisë së brendshme janë për shkak të pranisë në Rusi të më shumë se 30 vjet përvojë teknologjike të grumbulluar në prodhimin e makinave kriogjenike Stirling. Firmat-prodhuesit e pajisjeve ftohëse me makina kriogjenike Stirling janë OJSC Fabrika e makinerisë Arsenal, NPO Geliymash, etj. Megjithatë, duhet theksuar se KGM e Stirling e prodhuar nga këto ndërmarrje nuk janë zhvillimet e brendshme, dhe janë kopje të makinave kriogjenike, të prodhuara më parë nga firmat holandeze "N.V. Philips Gloeilampenfabrieken" ("Philips") dhe "Werkspoor".

Në Rusi, ka pasur disa përpjekje për të krijuar motorët vendas dhe frigoriferët Stirling, megjithatë, për shkak të mungesës së metodave adekuate të llogaritjes dhe vështirësive financiare, ato nuk patën sukses serioz. Pra, në SHA "ARSMASH" nga 1991 deri në 1994, puna u krye në studimin e njësive premtuese të ftohjes për automjetet me frigorifer. Analiza tregoi se vetëm një makinë ftohëse Stirling mund të veprojë si njësia ftohëse më premtuese. Duke pasur parasysh këtë, u krijuan prototipe të makinave ftohëse me një kapacitet deri në 5 kW, që funksiononin në rangun nga 285 K në 230 K, të cilat, për sa i përket efikasitetit dhe peshës dhe karakteristikave të madhësisë, korrespondonin me PKHM moderne për automjetet me frigorifer Me Janë zhvilluar vlerësimet e projektimit dhe dokumentacioni i projektimit për prodhimin e tij serik. Sidoqoftë, për shkak të rënies së përgjithshme në ekonomi dhe vështirësive financiare të klientit, puna në këtë projekt u ndërpre.

Në vitin 1996, në OJSC "Fabrika e makinerisë" ARSENAL ", në kuadër të një marrëveshjeje me SE GOKB" Prozhektor ", filloi puna në temën" Kërkimi dhe zhvillimi i njësive elektrike të bazuara në motorët Stirling me shumë karburant ". Kjo temë u përfshi nën kodin "Stirling" në kompleksin R&D "Peredvizhka", i përfshirë në urdhrin shtetëror me dekret të Qeverisë së Federatës Ruse të 03/02/96 N 227-15. Për shkak të mungesës së fondeve reale nga buxheti federal, këto punë nuk u përfunduan plotësisht.

Në 1997-1998, në OJSC MZ ARSENAL, u krijua një paketë dokumentesh për një aplikim për t'u përfshirë në Programin Federal të Ristrukturimit dhe Shndërrimit të Ndërmarrjeve të Mbrojtjes me temën: "Zhvillimi dhe krijimi i prodhimit të motorëve miqësorë me mjedisin me furnizim të jashtëm me nxehtësi , frigoriferë, pompa të nxehtësisë termocentrale anaerobe bazuar në ciklin Stirling ”. Projekti nuk parashikonte punë shtesë ndërtimore, pasi lëshimi i produkteve të reja ishte planifikuar të kryhej duke ngarkuar kapacitetet prodhuese të uzinës të lëshuara pas konvertimit. Në zbatim i suksesshëm të projektit të mësipërm, ishte planifikuar deri në vitin 2004 të krijonte prodhim në shkallë të vogël të motorëve dhe frigoriferëve Stirling me një kapacitet deri në 100 kW. Megjithatë, këto punë nuk janë zbatuar ende për shkak të mungesës së fondeve.

Aktualisht, është zhvilluar një situatë mjaft paradoksale, e cila konsiston në faktin se Rusia ka përvojë dhe teknologji shumëvjeçare për prodhimin e makinave Stirling, por nuk ka përvojë zhvillimet e veta, makina Stirling të prodhuara në masë. Kjo situatë është kryesisht për faktin se në 15 vitet e fundit në Rusi për shkak të krizës ekonomike është zhvilluar një atmosferë jashtëzakonisht e pafavorshme inovative, në shumë organizata shkencore ruse, në të cilat puna ishte kryer më parë në temën e krijimit të makinave Stirling, për shembull, MVTU im. Bauman, VNIIGT, OMPI (TU), Universiteti Teknik Shtetëror i Shën Petersburgut (Universiteti Politeknik), TsNIDI, etj., Hulumtimi u ndërpre plotësisht për shkak të vështirësive financiare. Në të njëjtën kohë, rezultatet më domethënëse në krijimin e makinave shumë efikase Stirling janë arritur jashtë vendit në 15 vitet e fundit.

"Qendra e Inovacionit dhe Kërkimit" Teknologjitë Stirling ".

Duke marrë parasysh potencialin premtues të makinave Stirling, specialistët e Innovation and Research Center Stirling - Technologies LLC në vitet e fundit u kryen një numër studimesh teorike dhe eksperimentale, si rezultat i të cilave u zhvillua një metodologji e re për hartimin dhe llogaritjen e makinave të këtij cikli. Kjo metodologji përfshin disa "know-how", duke përfshirë: një metodë unike të optimizimit me dy nivele me shumë parametra të makinave Stirling; sinteza strukturore e makinave Stirling bazuar në metodën e analizës funksionale të eksergjisë së pajisjeve komplekse termike mekanike; dizajn optimal bazuar në TRIZ (e theksuar PK)... Metodologjia e zhvilluar për hartimin dhe llogaritjen e makinave Stirling bën të mundur zvogëlimin e kohës për krijimin e llojeve të reja të makinave Stirling në 1.5-2 vjet, me një efikasitet që korrespondon me analogët më të mirë botërorë.

Në bazë të zgjidhjeve teknike të propozuara, specialistët e SH.PK "Qendra e Inovacionit dhe Kërkimit" Stirling - Technologies "në 1994-2003 paraqitën më shumë se 150 aplikime për shpikje të supozuara. Vëmendje e veçantë iu kushtua zhvillimit të njësive individuale të makinave Stirling dhe modelimit të tyre, si dhe krijimit të pajisjeve të reja diagramet skematike instalime të ndryshme qëllim funksional... Praktika ka treguar se dizajni optimal do të zvogëlojë ndjeshëm koston e njësisë totale të makinave gjatë prodhimit pilot dhe prodhimit serik të tyre. Zgjidhjet teknike të propozuara, duke marrë parasysh faktin se makinat Stirling janë më pak të kushtueshme për t'u përdorur, bëjnë të mundur rritjen e përfitimit të tyre ekonomik në krahasim me konvertuesit tradicional të energjisë. Përdorimi i mëtejshëm i përhapur i makinave Stirling do të shoqërohet me zhvillimin e teorisë së projektimit të makinave me shumë cilindra të këtij cikli, i cili do të bëjë të mundur krijimin e motorëve dhe frigoriferëve me një kapacitet deri në 1000 kW.

Impiante të bashkëprodhimit me motorë Stirling me shumë karburant.

Kogjenerimi Stirling është një teknologji e re për prodhimin e kombinuar të energjisë elektrike dhe nxehtësisë, bazuar në motorët Stirling, në të cilën energjia e ujit ftohës dhe gazrave të mbeturinave përdoret për nevojat e furnizimit me nxehtësi të konsumatorëve. Efikasiteti i përdorimit të një motori Stirling në impiantet e bashkëprodhimit, në krahasim me një motor me djegie të brendshme, është për shkak të veçantisë së bilancit të tij të nxehtësisë. Humbja e nxehtësisë me gazrat e shkarkimit dhe në ujin ftohës për motorin Stirling është, përkatësisht, 10% dhe 40%, e cila, duke marrë parasysh efikasitetin më të lartë. motori në vetvete, ju lejon të krijoni njësi kogjenerimi kompakte dhe shumë efikase.

Impianti i koogjenerimit me kapacitet 9.5 kW energji elektrike dhe 30 kW energji termike.

Avantazhet e përdorimit të njësive të bashkëprodhimit me motorë Stirling në karburant lokal në rajonet e Federatës Ruse:

Pavarësia nga konjuktura e tregut të naftës dhe gazit natyror.
--- Mundësia e ngarkimit të ndërmarrjeve lokale për prodhimin e pajisjeve për prokurimin dhe përpunimin e karburantit vendas.
--- Nuk ka nevojë të krijohen mjedise magazinimi për rezervat e karburantit hidrokarbure dhe transportimin e tij.
--- Nuk ka nevojë për vendosjen dhe mirëmbajtjen e rrjeteve të energjisë kur elektrifikoni zonat e largëta.
--- Ulje e konsiderueshme e shpenzimeve të buxheteve rajonale për blerjen e karburantit të importuar.
--- Ulje e konsiderueshme e kostove të kompanive të naftës dhe gazit për blerjen e karburantit të importuar për shkak të përdorimit të gazit të naftës të lidhur si lëndë djegëse motorike.

1..Kostoja e 1 kW / h energji elektrike e prodhuar nga njësia e bashkëprodhimit do të jetë nga 30 në 50 kopecks, që është 2-3 herë më e lirë se tarifat ekzistuese. (PK e theksuar)
2. Burimi i konvertuesit të ciklit të drejtpërdrejtë të një impianti të bashkëprodhimit rritet me rreth 2 herë në krahasim me një motor me djegie të brendshme.
3. Gjatë djegies së karburantit, përmbajtja e CO në gazrat e trajtuar është 3 herë më e ulët dhe dukshëm më e ulët në përmbajtjen e NO dhe CH, e cila plotëson standardet më të rrepta globale mjedisore.
4. Periudha e shlyerjes së impianteve të bashkëprodhimit është 2.5 vjet.

Modernizimi i njësive të bojlerit në uzinat mini - CHP bazuar në përdorimin e motorit Stirling.

LLC "Qendra e Kërkimit dhe Zhvillimit" Stirling-technology "është një kompani që punon në fushën e krijimit të inovacioneve shumë efektive për kompleksin e nxehtësisë dhe energjisë të Federatës Ruse. Specialistët e kompanisë kanë zhvilluar një teknologji të re, të pashembullt për transferimin e impianteve ekzistuese të kaldajave të furnizimi me nxehtësi për mini-CHP-të duke përdorur motorët Stirling.

Një shembull i paraqitjes së pajisjeve për modernizimin e një njësie kazani në një fabrikë mini - CHP bazuar në përdorimin e një fabrike riciklimi me një motor Stirling.

Pa ndryshuar modelin ekzistues të bojlerit të stacionit të furnizimit me ngrohje, instalimi i një ngrohësi të motorit Stirling në oxhakun e njësisë së bojlerit bën të mundur shndërrimin e nxehtësisë së gazrave të tymit të shkarkimit në energji të dobishme mekanike dhe elektrike. Përdorimi i nxehtësisë së gazrave të shkarkimit duke përdorur një motor Stirling është drejtimi më premtues për rritjen e efikasitetit të njësisë së bojlerit. Teknologjia e propozuar mund të përdoret në mënyrë efektive në modernizimin e bojlerëve me kapacitete të ndryshme. Energjia elektrike që rezulton mund të përdoret si për të mbuluar nevojat për energji elektrike për nevojat e veta të bojlerit, ashtu edhe për të gjeneruar energji elektrike për rrjetin e jashtëm të energjisë. Efikasiteti ekonomik i përdorimit të impianteve të riciklimit me motorët Stirling në modernizimin e stacioneve të furnizimit me ngrohje të bojlerëve:
1. Kostoja e 1 kWh energji elektrike e gjeneruar duke përdorur një fabrikë riciklimi me një motor Stirling është 8 herë më e lirë se tarifat ekzistuese për furnizimin me energji qendrore.
2. Periudha e shpagimit për modernizimin e bojlerëve në uzinat mini-CHP bazuar në përdorimin e impianteve të shfrytëzimit me motor Stirling nuk i kalon 3 vjet, në varësi të të dhënave fillestare teknike dhe ekonomike.

Përdorimi i biomasës kur përdorni motorin Stirling.

Një shembull i paraqitjes së një impianti të karburantit të ngurtë me një motor Stirling, LLC "IIC" Stirling-technology ".

Kompania gjermane "SOLO Stirling Engine" zhvillon sisteme Stirling-Cogeneration me përdorim të drejtpërdrejtë të lëndës djegëse të ngurtë, kryesisht dru, por përballet me disa vështirësi, të tilla si heqja e shllakut nga dhoma e djegies ose parandalimi i shkrirjes së grimcave të karburantit. Hetimet me Gjeneratorin e Gazit në verën e vitit 1998 treguan se gazi i drurit i prodhuar atje përmirëson djegien e karburanteve të ngurta dhe rrëshirave. Kombinimi i një gazifikuesi me Stirling - Cogeneration është shumë pajisje efektive pasi gazi i nxehtë i prodhuar nga Gazifikuesi nuk ka nevojë të ftohet për përdorim në Kogjenerimin Stirling.
Specialistët e LLC "Qendra e Inovacionit dhe Kërkimit" Stirling - Technologies "në Rusi janë gjithashtu të angazhuar në mënyrë aktive në zhvillimin e sistemeve të ngjashme, për shembull, hartimin e furnizimit me energji elektrike për një qytet vilë duke përdorur motorë Stirling që punojnë me gaz gjenerator nga torfe. Në të njëjtën kohë, zhvillimi i impianteve të karburantit të ngurtë me një motor Stirling, që veprojnë në copa druri, qymyr dhe pluhur qymyri, torfe, shist argjilor, mbeturina bujqësore dhe pleh organik, mbeturina shtëpiake, etj.

Sistemet e energjisë diellore.

Versioni diellor i motorit Stirling 161 i prodhuar nga firma gjermane SOLO system (EURODISH).

Versioni diellor i motorit Stirling 161 përdoret nga disa prodhues në dizajne të ndryshme. Që nga viti 1997, 6 sisteme kanë funksionuar në pllajën diellore spanjolle de Almeria. Si pjesë e një projekti të mbështetur nga BE në bashkëpunim me Schlaich Bergermann und Partner und MERO Raumsysteme GmbH, ndër të tjera, po ndërtohet një brez i ri i sistemit Dish Stirling 10 kW. Qëllimi i projektit është të zvogëlojë kostot e investimit në 5,000 EUR / kW. Në të njëjtën kohë, Stirling 161 hyn përsëri në fuqi me modifikime në Marrës, Zgavër dhe byk. Karakteristikat e sistemit të ri Dish / Stirling (EURODISH): kapaciteti nominal i Stirling 161 SOLO 10.0 kW bruto, diametri i pasqyrës diellore 8.5 m. Në Alanya, qendra kërkimore e Turqisë për energjinë diellore ka krijuar Kombassan Holding, një kompani që bazohet në punët përgatitore të Cummins. Puna është shumë intensive dhe tregon rezultate të mira.

PAS FJALS TEP DEPARTAMENTIT T FOR PARASHIKIMIT

Pyetjet që kam janë të natyrshme për kontekstin e zgjedhur të rishikimit të historisë së industrisë së automobilave.

A mund të përsëritet kjo zgjidhje teknike në kushtet e realiteteve aktuale të krizës ekonomike, kur të gjithë po përpiqen të "kursejnë para"?

Konsideroni opsionet:

1. Motori Stirling si motori i vetëm për një makinë. Zhvillimi i skenarit - "makinë e gjithanshme".

Përgjigja ime është jo. Ende ka mjaft naftë dhe gaz në botë. Ka kaq shumë njerëz dhe kapital të punësuar në prodhimin dhe mirëmbajtjen e ICE-ve me benzinë-naftë, saqë nuk shoh ndonjë arsye serioze për të folur për fenomenin e "minimit".

2. A mund të ndërtohet një hibrid sipas skemës "ÇDO karburant - Motor - Stirling - motor elektrik"?

Një skenar shumë i ngjashëm u provua në 1965 në aviacion.

Avioni IL-18P në vetvete është një mister. Unë kam një supozim se kjo ishte një lloj shakaje ose një dezinformatë e krijuar posaçërisht, rrjedhja e të cilave mund të devijonte burimet financiare të konkurrentëve në një drejtim joefektiv.

Shembuj të tillë kanë qenë në historinë e teknologjisë. Për shembull, në fillim të viteve 70, u vendos që të zhvillohej teknologjia kompjuterike në BRSS përgjatë rrugës së madhe makina virtuale Seri EC. Ende mbaj mend aforizmin e madh të mësuesit tim në programimin Assembler: "Makinat e serive të BE -së janë shembulli më i mirë i sabotimit shkencor dhe teknik amerikan kundër BRSS."

Ishte një rrugë pa krye për zhvillimin e teknologjisë kompjuterike, e cila me anë të mjeteve Media perëndimore dhe veprimet e afta të shërbimeve speciale u bënë kryesore për ne dhe shtuan vonesën tonë në zhvillimin e prodhimit të kompjuterit. Paratë e mëdha u shpenzuan "në vendin e gabuar".

Ndoshta situata me avionin e avullit është diçka e ngjashme.

Përgjigja e PK -së për opsionin 2 është "vështirë". Arsyetimi është i njëjtë me opsionin 1.

3. A mund të ndërtohet një hibrid sipas skemës "ICE + rigjenerimi i nxehtësisë duke përdorur një motor Stirling"? Motorët me djegie të brendshme benzinë-naftë kanë 70-75%

energjia e karburantit kalon në nxehtësi dhe fërkime.

Një pirun ngrihet menjëherë nën-opsioni A: hipni në bord dy lloje të energjisë mekanike: nga motori me djegie të brendshme dhe nga Stirling? nën-opsioni B: Hipni në bord një mekanik nga një motor me djegie të brendshme dhe energji elektrike për një motor elektrik.

Nëse opsioni B përshtatet në konceptin e përgjithshëm të projektimit të shumë modeleve moderne makina hibride, ku proceset e rimëkëmbjes konsiderohen përcaktuese të synimeve, atëherë opsioni A nuk mund të japë një numër të madh shembujsh të suksesit të qëndrueshëm.

Në këto avionë të 1958 dhe 1966, u përdorën dy lloje forcë ngritëse: Arkimedi dhe nga efekti Magnus. Siç mund ta shohim, këto zgjidhje teknike u shfaqën pas rënies së epokës së aeronautikës. Dhe ne nuk dimë asgjë për pronat e tyre të vërteta. Vetëm faktet në lidhje me R&D të kryer.

Natyrisht, është e mundur të thuhet se një anije e shtyrë me helikë ose një avullore me rrota dhe vela janë në të njëjtën kohë shembuj të tillë, por ato ende nuk janë plotësisht të sakta, sepse energjia e erës në këto sisteme është ende e vendosur në Super-sistem dhe mund të përdoret në mënyrë të pavarur, dhe opsioni A, megjithatë, nënkupton shfrytëzimin e energjisë termike që krijohet brenda automjetit gjatë operimit.

Duke folur për motorët Stirling, mund të shpresojmë se ata mund të marrin një impuls për zhvillimin nga kriza si termocentrale të vegjël të gjithëpranishëm, por nuk ka gjasa që ata të "depërtojnë" në makinë. Mbyllja e hidrogjenit dhe heliumit, depërtimi i këtyre substancave nëpër muret metalike, shpërbërja e tyre në metal nuk është një fenomen akademik, por plotësisht teknik. Presionet e mëdha të funksionimit, të kombinuara me dridhjet e transportit, sugjerojnë gjithashtu një zgjidhje të madhe: "nevojiten mure të trasha për të rritur qëndrueshmërinë, por kjo zvogëlon aftësitë e transferimit të nxehtësisë në mure dhe rrit peshën e motorit."

Ne nuk kemi diskutuar fare për një pronë tjetër të këtyre makina te mahnitshme... Aftësia për t'i përdorur ato si pompa nxehtësie. Këto janë shfaqje goditëse të parimit të përmbysjes, i cili ka shumë në historinë e të gjitha makinave ku ka ngrohje, por mund të flisni për këtë me orë të tëra. Le të bëjmë një çështje të veçantë për këtë disi.