В начале 19-го века существовали паровые двигатели, приводившиеся в движение паром, которые грелись в котлах. Все бы хорошо, но в то время не было возможности делать расчеты давления, да и материаловедение было не на высоте. Поэтому одни котлы выходили удачные, а другие взрывались, зачастую унося с собой жизни людей. Пастора Роберта Стирлинга, ценившего человеческие жизни и любившего механику, такое положение дел не устраивало, и он придумал конструкцию, обходившуюся, без котла.
Двигатель Стирлинга – это установка внешнего сгорания, или даже точнее нагрева, которая превращает тепловую энергию в механическую, с помощью двух поршней и перепада температур. Его мощность зависит, от разницы этих температур.
Двигатель Стирлинга может работать от абсолютно любого источника тепла (или охлаждения), даже от дров, урана и трения эбонитовой палочки. Приверженцы альтернативных источников энергии, могут возрадоваться, ибо на сегодняшний день успешно работают генераторы Стирлинга на солнечной энергии (с помощью концентратора солнечного тепла «вогнутого зеркала»).
По своей конструкции Генераторы Стирлинга делятся на Альфа, Бета и Гамма Стирлинги. Но принцип работы один. Существует два поршня, с помощью кривошипно-шатунного механизма эти поршни присоединены к коленчатому валу который в свою очередь имеет маховик. Поршни располагаются в цилиндрах. В зависимости от типа двигателя, эти цилиндры могут быть отдельно друг от друга или один быть продолжением другого. Главное, что этих цилиндров два, один горячий, а другой холодный. Горячий цилиндр получает тепло снаружи, как мы уже говорили, с помощью любого источника тепла. Через стенки этого цилиндра воздух внутри его нагревается. Для большей эффективности можно использовать водород, гелий или другой газ, который быстрее нагревается и охлаждается. Пока берем воздух. Таким образом он нагревается внутри цилиндра, а как известно при нагреве воздух, либо газ расширяется вследствие чего увеличивается давление внутри цилиндра, а уже вследствие чего поршень приводится в движение. Происходит работа, а точнее поступательное движение, этот нагретый воздух попадает в холодный цилиндр где остывает, или для КПД принудительно охлаждается, его давление падает вплоть до того что создается сжатие. Для более эффективного охлаждения используется регенератор. Кинетическая энергия, запасенная маховиком, толкает поршень обратно, и воздух или газ снова идет в горячий цилиндр где заново нагревается, заново создается давление, заново толкается поршень, и все заново.
Главный принцип и отличие двигателя, что второй поршень используется как вспомогательный, он перегоняет воздух (газ) из первого(горячего) цилиндра во второй и затем обратно. Векторы усилий рабочего поршня и вытеснителя, находятся под углом 90 градусов.
Генератор Стирлинга на сегодняшний день применяются в необычных областях, на скандинавских подводных лодках, в космосе, даже сердца искусственные работают на похожей схеме. Если систему вращать самому или без нагрева, то можно использовать как холодильную установку. В генерации энергии этот принцип пока не распространен, хотя обладает массой преимуществ: бесшумность, надежность, а главное экологичность. Но наука и производство не стоит на месте и существует масса разработок генераторов Стирлинга, большинство пока не увидели свет, но купить такую установку на газу сейчас вполне возможно.
Помните, что лучшая благодарность от вас - лайк и комментарий!
Спасибо!
Это интересно:
Теги: #генератор энергии #Стирлинг #солнечная энергия #наука #высокие технологии