Двигатель Стирлинга

Слышала об этом двигателе совсем не много! Но принцип работы оказался интересным! работает от перепада температуры - дословно от кипятка до кусочков льда)))

 

1. Теоретически - это самый эффективный двигатель из известных. В идеальном мире его цикл эквивалентен циклу Карно: предельно допустимая законами термодинамики эффективность при данных температурах. Этим и интересен. На практике - ну тут уж кто что сможет... Но теоретически, например, с угольного котла можно снимать 90% энергии в электричестве (против нынешних 40 у самых суперстанций с паровыми турбинами). Или, например, холодильник почти вдвое экономичнее фреоновых. Заманчиво?
2. А какой сделают. Бывают от десятков мВт до сотен кВт.
3. Материал, стоимость - тут кто на что горазд.
4. Обычно - малооборотистые (единицы оборотов в секунду), но если включить фантазию... Есть, например, такая штука как acoustic stirling engine: модифицированная трубка Райка, в которую встроен рекуператор. Получает из тепла звук (то есть, газ делает сотни-тысячи циклов в секунду). Звук уже можно конвертировать линейным генератором или альтернатором, при таких частотах он уже достаточно эффективен, или даже пьезопреобразователем. Тут зависит больше от конструктора.

Конструкций стирлингов придумано великое множество. Но главную проблему так и не решили: засада стирлинга сидит не в физике, а в технике и экономике. КПД близкий к КПД идеальной машины Карно получить можно, но это получается безумно дорогая вещь. Другая проблема - низкая удельная мощность.
А так - по принципу действия машина не просто хороша. Она идеальна. В буквальном смысле: второе начало термодинамики утверждает, что лучшего теплового цикла придумать невозможно.

 

[youtube]0gQjB5UOaHE[/youtube]

 

Керамика. Медь. Алюминий. Сталь.

Ну в большой энергетике он не применяется всё по тем же упомянутым причинам: а) низкая удельная мощность; б) высокая стоимость за установленную мощность. Проблемы технико-экономические, но они не решены. Там есть над чем подумать.

Мне, если честно, очень сложно себе представить нынешний стирлинг мощностью в ГВт. Потому что даже на 10 кВт - это такая дура в полтонны... и стирлинги с большим КПД - тихоходные, а электрические машины имеют высокую удельную мощность при высоких оборотах. Гигаваттный редуктор - тоже зверь неведомый миру.
При больших мощностях турбины рулят. Если бы просто сменить цикл Ренкина на цикл Брайтона и поднять температуру, на тех же АЭС можно было бы расход топлива чуть ли не уполовинить (привет VHGRу). Но АЭС - вообще отдельная история, там много других требований, помимо КПД.

Для космических реакторов стирлинги разрабатывались. Вообще, стирлинг - идеальная машина для малой, личной энергетики. Если б не стоимость.

 

Двигатели Стирлинга – тепловая машина, работающая не только от сжигания топлива, но от любого источника тепла, например — солнечных лучей. Относится к двигателям внешнего сгорания. Эти двигатели работают от тепла, создаваемого свечами, и в зависимости от их количества, некоторые из них могут работать в течение нескольких часов.

Так, в 1988 году головная субмарина типа «Наккен» (Швеция) была переоборудована под двигатели Стирлинга. С ними она прошла под водой более 10 000 часов. Другими словами, именно шведы открыли в подводном кораблестроении эру вспомогательных анаэробных двигательных установок. И если «Наккен» — первый опытный корабль этого подкласса, то субмарины типа «Готланд» стали первыми серийными лодками с двигателями Стирлинга, которые позволяют им находиться под водой непрерывно до 20 суток. В настоящее время все подводные лодки ВМС Швеции оснащены двигателями Стирлинга.
Другой пример. Американская компания Infinia до 2008 года рассчитывает завершить разработку конструкции новых электрогенераторов для развивающихся стран, построенных на основе так называемых двигателей Стирлинга.

Двигатель Стирлинга (внешнего сгорания) представляет собой тепловую машину, способную работать от любого источника тепла, например, от сжигаемого топлива или энергии солнечных лучей. Первые элементарные двигатели внешнего сгорания были известны ещё в конце XVII века, однако впервые запатентовал их шотландский священник Роберт Стирлинг 27 сентября 1816 года. Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередующихся циклах нагрева и охлаждения газа в закрытом цилиндре. При нагреве газ расширяется и двигает рабочий поршень. Этот поршень опускается, толкает шатун и поворачивает маховик. Одновременно изменяется положение так называемого вытеснительного поршня, который перемещает газ из нагретой в холодную зону. Газ остывает и создает обратное усилие на рабочий поршень. Вытеснитель затем перемещает газ в горячую зону, и весь цикл повторяется. В роли газа может использоваться обычный воздух, водород или гелий.

Двигатели Стирлинга разрабатывались в качестве альтернативы паровым машинам, котлы которых зачастую взрывались из-за слишком высокого давления или некачественных материалов. Однако в компании Infinia считают, что двигатели внешнего сгорания, созданные ещё два века назад, могут найти применение и в наши дни. Установка, разрабатываемая специалистами Infinia, будет использовать энергию Солнца. В отличие от традиционных солнечных батарей, коэффициент полезного действия которых составляет от 12 до 15 процентов и редко достигает 22 процентов, КПД установки Infinia на основе двигателя Стирлинга будет составлять не менее 24 процентов.

Как сообщает CNET News, в установке Infinia будет применяться специальная "тарелка" для аккумуляции солнечной энергии, которая будет нагревать газ и приводить в действие двигатель Стирлинга. Мощность всей установки составит около трёх киловатт. Коммерческие поставки электрогенераторов компания Infinia начала выпускать с 2008 года.
Такой двигатель можно смастерить и для домашних нужд.

 

http://реклама! А тута автор по русски говорит....и на вопросы отвечает. Спрашиваем , думаем ...опять спрашиваем.

 

Проблема использования Стирлинга в быту в том, что к стоимости изготовления добавляется стоимость чертежей. Чертежи можно купить в интернете разные, на маленький стирлинг в 200 - 500 ватт надо затратить более 10 тысяч рублей (вместе с видеоинструкцией). На большой стационарный стирлинг, неизвестной мне мощности, около тысячи, полторы рублей (точно не помню). Если кому то нужно и кто сможет поделиться покупкой, поищу, где это все продается.

 

Да и бесплатных чертежей навалом, да вот хоть первая же ссылка в гугле:
<a class="postlink" href="http://www.chipmaker.ru/files/file/5025/" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.chipmaker.ru/files/file/5025/</a>

Проблема не в этом, а в том, что его делать нужно. Достаточно много работы по металлу и не только.

 

Посмотрю вашу ссылку попозже. Более чем уверен, что то, что вы выложили, это чертежи игрушки, которая может крутить вентилятор или зажигать лампочку от фонарика и не расчитана на электрогенератор. Стирлинг не маштабируется, при увеличении размеров скорее всего он не будет функционировать или будет работать плохо. Насколько знаю, лучшее, что можно найти в интернете из того, что можно бесплатно скачать, это чертежи Mini-Ecoboy 50 Ватт. На остальных чертежах часто не написано ничего, сколько мощности выдает Стирлинг и как правило по чертежам понятно, что это игрушка. Справидливости ради, отмечу, что встречал 2 раза чертежи, по которым не понятно, игрушка это или нет, однако там не написано, сколько мощности они выдают и размеры деталей не большие. Так как повидал по этой теме много чертежей, думаю, что они не для электрогенератора. Чертежи тех двух агрегатов, о которых написал в начале поста, досконально искал в интернете и не нашел. Еще можно найти чертежи двигателя Мэнсона (а может Мансона) для линейного электрогенератора, тоже малой мощности (как понял до 50 ватт).

 

Не, чертежи пока недоделаны, я его до конца пока не довёл. Подробнее на форуме ДелайСам, я там обитаю.
Подпись - изготовитель свободнопоршневого двигателя Мэнсона. Это на меня все ссылки.

 

У меня есть две программы по расчёту Стирлингов но я их не могу выложить!!!

 

Когда примерно ждать энциклопедию?

 

филипс занимался стирлингами одно время очень активно. там все хайтечно было, гелий 300атм в качестве рабочего тела и фантастические усилия по обеспечению герметичности. лично меня больше всего заинтересовала ихняя разраборка с обратным циклом - холодильник для сжижения газов. весьма компактный и эффективный по сравнению с обычным циклом сжижения с многокаскадными компрессорами. странно что так и не пошел в серию, это 70-х годов разработка

на просторах можно найти отцифрованную книгу Уокера "двигатели стирлинга", перевод, там как раз про это писали

 

В принципе могу сделать небольшую модельку стирлинга под заказ Одно время тоже занимался этим делом...

За работу возьму примерно 200 евро + почтовые расходы.. Но это конечно будет просто небольшая демонстрационная моделька