Stirling motor. For nesten enhver hjemmelaget person kan denne fantastiske tingen bli et ekte stoff. Det er nok å gjøre det en gang og se det i aksjon, og du vil gjøre det igjen og igjen. Den relative enkelheten til disse motorene gjør at de kan lages bokstavelig talt av søppel. Jeg vil ikke stoppe der generelle prinsipper og enhet. Det finnes mye informasjon om dette på Internett. For eksempel: Wikipedia. La oss fortsette umiddelbart til konstruksjonen av den enkleste lavtemperatur gamma-Stirling.

For å bygge en motor med egne hender, trenger vi to deksler for glass krukker. De vil tjene som de kalde og varme delene. Kanten på disse lokkene klippes av med saks.

Et hull er laget i midten av det ene lokket. Hullstørrelsen skal være litt mindre enn diameteren til den fremtidige sylinderen.

Stirling-motorhuset er kuttet fra plastflaske fra under melken. Disse flaskene er bare delt inn i ringer. Vi trenger en. Det bør bemerkes at forskjellige varianter melkeflasker kan variere litt.

Kroppen limes til lokket med plastepoksy eller fugemasse.

Markørkroppen er perfekt som sylinder. Denne modellen har en hette som er mindre i diameter enn selve markøren og kan bli et stempel.

En liten del kuttes av fra markøren. En del fra toppen av hetten er kuttet av.

Dette er en fortrenger. Når en Stirling-motor går, flytter den luft inne i huset fra den varme delen til den kalde delen og tilbake igjen. Laget av oppvasksvamp. En magnet er limt i midten.

Siden toppdekselet er laget av tinn, kan det tiltrekkes av en magnet. Forskyvningen kan sette seg fast. For å forhindre at dette skjer, må magneten i tillegg sikres med en pappsirkel.

Hetten er fylt med epoksyforbindelse. Det bores hull i begge ender for feste av magnet og koblingsstangholder. Gjengene i hullene kuttes direkte med en skrue. Disse skruene trengs for å finjustere motoren. Magneten i stempelet er limt til skruen og justert slik at den, ved å være i bunnen av sylinderen, tiltrekker fortrengeren. Du må også lime en gummipropp på denne magneten. Et stykke sykkelslange eller et viskelær holder. Begrenseren er nødvendig for å forhindre at magnetene til stempelet og forskyvningen trekkes for sterkt. Ellers kan det hende at trykket ikke er nok til å bryte den magnetiske forbindelsen.

På øverste del En gummipakning er limt på stempelet. Det er nødvendig for tetthet og for å beskytte foringsrøret mot brudd.

Stempelhuset er laget av en gummihanske. Du må kutte av lillefingeren.

Etter at foringsrøret er limt limes en annen gummipakning på toppen. Et hull er stukket gjennom gummipakningene og huset med en syl. Vevstangholderen skrus inn i dette hullet. Denne holderen er laget av en skrue og en loddet skive.

Epoksyemballasje fungerte perfekt som veivakselholder. Nøyaktig samme krukke kan tas fra brusende vitaminer eller aspirin.

Bunnen av denne krukken kuttes av og det lages hull. I den øvre delen - for å holde veivakselen. Nederst - for tilgang til koblingsstangfestet.

Veivakselen og koblingsstangen er laget av wire. De hvite tingene er begrenseren. Laget av et Chupa Chups-rør. Små biter kuttes fra dette røret og de resulterende delene kuttes på langs. Dette gjør dem lettere å ta på. Høyden på albuen bestemmes av halvparten av avstanden som sylinderen må bevege seg fra det laveste punktet til det høyeste punktet der den magnetiske forbindelsen slutter å fungere.

Så vi er alle klare for de første testene. Først må du sjekke tettheten. Du må blåse inn i sylinderen. Du kan påføre skum fra oppvaskmiddel i alle ledd. Den minste luftlekkasjen og motoren vil ikke fungere. Hvis forseglingen er OK, kan du sette inn stempelet og sikre dekselet med et gummibånd.

I den nedre posisjonen til sylinderen skal fortrengeren trekkes til toppen. Deretter plasseres hele strukturen på en kopp med varmt vann. Etter en tid vil luften inne i motoren begynne å varmes opp og skyve stempelet ut. På et bestemt tidspunkt vil den magnetiske forbindelsen bli brutt og forskyvningen faller til bunnen. På denne måten vil luften i motoren slutte å komme i kontakt med den oppvarmede delen og begynner å avkjøles. Stempelet vil begynne å trekke seg tilbake. Ideelt sett bør stempelet begynne å bevege seg opp og ned. Men dette skjer kanskje ikke. Enten vil ikke trykket være nok til å bevege stempelet, eller så vil luften varmes opp for mye og stempelet trekker seg ikke helt inn. Følgelig kan denne motoren ha dødsoner. Det er ikke spesielt skummelt. Hovedsaken er at de døde sonene ikke er for store. For å kompensere for dødpunkter trengs et svinghjul.

En annen veldig viktig del av dette stadiet er at her kan du føle prinsippet om driften av Stirling-motoren. Jeg husker min første stirling som ikke fungerte bare fordi jeg ikke kunne finne ut hvordan og hvorfor denne tingen fungerer. Her kan du, ved å hjelpe stemplet bevege seg opp og ned med hendene, kjenne hvordan trykket stiger og synker.

Denne utformingen kan forbedres litt ved å legge til en sprøyte på topplokket. Denne sprøyten må også settes på epoxy, nåleholderen må trimmes litt. Stempelposisjonen i sprøyten skal være i midtstilling. Denne sprøyten kan brukes til å regulere luftvolumet inne i motoren. Start og justering vil være mye enklere.

Så du kan installere veivakselholderen. Høyden på feste av koblingsstangen til sylinderen justeres med en skrue.

Svinghjulet er laget av en CD. Hullet er forseglet med plastepoksy. Deretter må du bore et hull nøyaktig i midten. Det er veldig enkelt å finne sentrum. Vi bruker egenskapene til en rettvinklet trekant innskrevet i en sirkel. Hypotenusen går gjennom midten. Du må feste et papirark i rett vinkel til kanten av disken. Orientering spiller ingen rolle. Plasser merker der sidene av arket krysser kanten av disken. En linje trukket gjennom disse merkene vil gå gjennom midten. Hvis vi tegner en andre linje på et annet sted, vil vi i krysset få det nøyaktige sentrum.

Motoren er klar.

Plasser Stirling-motoren på en kopp kokende vann. Vi venter litt, og det skal fungere av seg selv. Hvis dette ikke skjer, må du hjelpe ham litt med hånden.

Produksjonsprosessen på video.

Stirlingmotor på jobb

Den moderne bilindustrien har nådd et utviklingsnivå der det, uten grunnleggende vitenskapelig forskning, er nesten umulig å oppnå grunnleggende forbedringer i utformingen av tradisjonelle forbrenningsmotorer. Denne situasjonen tvinger designere til å ta hensyn til alternative kraftverksdesign. Noen ingeniørsentre har fokusert innsatsen på å lage og tilpasse seg serieproduksjon av hybrid og elektriske modeller, andre bilprodusenter investerer i utvikling av motorer som bruker drivstoff fra fornybare kilder (for eksempel biodiesel som bruker rapsolje). Det er andre kraftenhetsprosjekter som i fremtiden kan bli et nytt standard fremdriftssystem for kjøretøy.

Mulige kilder til mekanisk energi for fremtidige biler inkluderer den eksterne forbrenningsmotoren, som ble oppfunnet på midten av 1800-tallet av skotten Robert Stirling som en termisk ekspansjonsmotor.

Driftsopplegg

Stirling-motoren konverterer termisk energi tilført utenfra til nyttig mekanisk arbeid pga endringer i arbeidsvæsketemperaturen(gass eller væske) som sirkulerer i et lukket volum.

I generelt syn Driftsdiagrammet til enheten er som følger: i den nedre delen av motoren varmes arbeidsstoffet (for eksempel luft) opp og, økende i volum, skyver stempelet oppover. Varm luft kommer inn i den øvre delen av motoren, hvor den kjøles av en radiator. Trykket på arbeidsvæsken synker, stempelet senkes for neste syklus. I dette tilfellet er systemet forseglet og arbeidsstoffet forbrukes ikke, men beveger seg bare inne i sylinderen.

Det er flere designalternativer for kraftenheter som bruker Stirling-prinsippet.

Stirling modifikasjon "Alpha"

Motoren består av to separate kraftstempler (varme og kalde), som hver er plassert i hver sin sylinder. Varme tilføres sylinderen med det varme stempelet, og den kalde sylinderen er plassert i en kjølende varmeveksler.

Stirling modifikasjon "Beta"

Sylinderen som inneholder stempelet varmes opp i den ene enden og avkjøles i den motsatte enden. Et kraftstempel og en forskyvning beveger seg i sylinderen, designet for å endre volumet på arbeidsgassen. Regeneratoren utfører returbevegelsen av det avkjølte arbeidsstoffet inn i det varme hulrommet i motoren.

Stirling modifikasjon "Gamma"

Designet består av to sylindre. Den første er helt kald, der kraftstempelet beveger seg, og den andre, varm på den ene siden og kald på den andre, tjener til å bevege forskyvningen. En regenerator for sirkulering av kald gass kan være felles for begge sylindrene eller være en del av fortrengningskonstruksjonen.

Fordeler med Stirling-motoren

Som de fleste eksterne forbrenningsmotorer er Stirling karakterisert multidrivstoff: motoren går på grunn av temperaturendringer, uavhengig av årsakene som forårsaket det.

Interessant faktum! Det ble en gang demonstrert en installasjon som drev på tjue drivstoffalternativer. Uten å stoppe motoren, bensin, diesel, metan, råolje og vegetabilsk olje- kraftenheten fortsatte å fungere jevnt.

Motoren har enkelhet i design og krever ikke ekstra systemer og vedlegg (registerreim, starter, girkasse).

Funksjonene til enheten garanterer lang levetid: mer enn hundre tusen timer med kontinuerlig drift.

Stirling-motoren er stille, siden detonasjon ikke forekommer i sylindrene og det er ikke nødvendig å fjerne eksosgasser. "Beta"-modifikasjonen, utstyrt med en rombisk sveivmekanisme, er et perfekt balansert system som ikke har vibrasjoner under drift.

Det skjer ingen prosesser i motorsylindrene som kan ha negativ innvirkning på miljø. Ved å velge en passende varmekilde (f.eks. solenergi) kan Stirling være absolutt miljøvennlig kraftenhet.

Ulemper med Stirling-designet

Med alt settet positive egenskaper Umiddelbar massebruk av Stirling-motorer er umulig av følgende grunner:

Hovedproblemet er materialforbruket til strukturen. Avkjøling av arbeidsvæsken krever radiatorer med stort volum, noe som øker størrelsen og metallforbruket til installasjonen betydelig.

Det nåværende teknologiske nivået vil tillate Stirling-motoren å sammenligne ytelse med moderne bensinmotorer kun ved bruk av komplekse arter arbeidsvæske (helium eller hydrogen) under trykk på mer enn hundre atmosfærer. Dette faktum reiser alvorlige spørsmål både innen materialvitenskap og for å sikre brukersikkerhet.

Et viktig driftsproblem er relatert til spørsmål om termisk ledningsevne og temperaturmotstand til metaller. Varme tilføres arbeidsvolumet gjennom varmevekslere, noe som fører til uunngåelige tap. I tillegg skal varmeveksleren være laget av varmebestandige metaller som er motstandsdyktige mot høyt blodtrykk. Egnede materialer svært kostbart og vanskelig å behandle.

Prinsippene for å endre modusene til Stirling-motoren er også radikalt forskjellige fra tradisjonelle, som krever utvikling av spesielle kontrollenheter. For å endre kraft er det derfor nødvendig å endre trykket i sylindrene, fasevinkelen mellom fortrengeren og kraftstempelet, eller påvirke kapasiteten til hulrommet med arbeidsfluidet.

En måte å kontrollere akselhastigheten på en Stirling-motormodell kan sees i neste video:

Effektivitet

I teoretiske beregninger avhenger effektiviteten til en Stirling-motor av temperaturforskjellen til arbeidsvæsken og kan nå 70 % eller mer i samsvar med Carnot-syklusen.

Imidlertid hadde de første prøvene realisert i metall ekstremt lav effektivitet av følgende grunner:

• ineffektive kjølevæske (arbeidsvæske) alternativer som begrenser den maksimale oppvarmingstemperaturen;
• energitap på grunn av friksjon av deler og termisk ledningsevne til motorhuset;
• mangel på byggematerialer som er motstandsdyktige mot høyt trykk.

Tekniske løsninger forbedret hele tiden utformingen av kraftenheten. Således, i andre halvdel av det 20. århundre, en firesylindret bil Stirling-motoren med rombisk drift viste en effektivitet på 35 % i tester på en vannkjølevæske med en temperatur på 55 ° C. Nøye designutvikling, bruk av nye materialer og finjustering av arbeidsenheter sørget for at effektiviteten til de eksperimentelle prøvene var 39%.

Note! Moderne bensinmotorer med tilsvarende effekt har en virkningsgrad på 28-30%, og turboladede dieselmotorer innenfor 32-35%.

Moderne eksempler på Stirling-motoren, slik som den som ble opprettet Amerikansk selskap Mechanical Technology Inc demonstrerer effektivitet på opptil 43,5 %. Og med utviklingen av produksjonen av varmebestandig keramikk og lignende innovative materialer, vil det være mulig å øke temperaturen i arbeidsmiljøet betydelig og oppnå en effektivitet på 60%.

Eksempler på vellykket implementering av bil Stirlings

Til tross for alle vanskelighetene, er det mange kjente effektive Stirling-motormodeller som kan brukes i bilindustrien.

Interessen for Stirling, egnet for installasjon i en bil, dukket opp på 50-tallet av 1900-tallet. Arbeid i i denne retningen ledet av slike bekymringer som Ford Motor Company, Volkswagen Group og andre.

UNITED STIRLING-selskapet (Sverige) utviklet Stirling, som utnyttet seriekomponenter og sammenstillinger produsert av bilprodusenter maksimalt (veivaksel, koblingsstenger). Den resulterende firesylindrede V-motoren hadde en egenvekt på 2,4 kg/kW, som er sammenlignbar med egenskapene til en kompakt dieselmotor. Denne enheten ble vellykket testet som et kraftverk for en syv-tonns lastebil.

En av de vellykkede prøvene er en firesylindret Stirling-motor laget i Nederland, modell "Philips 4-125DA", beregnet for installasjon i en personbil. Motoren hadde en arbeidseffekt på 173 hk. Med. i dimensjoner som ligner på en klassisk bensinenhet.

General Motors ingeniører oppnådde betydelige resultater ved å bygge en åttesylindret (4 arbeids- og 4 kompresjonssylindre) V-formet Stirling-motor med en standard sveivmekanisme på 70-tallet.

Lignende kraftverk i 1972 utstyrt med en begrenset serie med Ford Torino-biler, hvis drivstofforbruk har gått ned med 25% sammenlignet med den klassiske bensin-V-formede åtte.

For tiden jobber mer enn femti utenlandske selskaper med å forbedre utformingen av Stirling-motoren for å tilpasse den til masseproduksjon for behovene til bilindustrien. Og hvis vi kan eliminere manglene av denne typen motorer, samtidig som de beholder sine fordeler, så er det Stirling, og ikke turbiner og elektriske motorer, som skal erstatte bensinforbrenningsmotorer.

En Stirling-motor er en slags motor som begynner å jobbe fra termisk energi. I dette tilfellet er energikilden helt uviktig. Hovedsaken er at det er en forskjell temperaturregime, i dette tilfellet vil en slik motor fungere. Nå skal vi se på hvordan du kan lage en modell av en slik lavtemperaturmotor fra en Coca-Cola-boks.

Materialer og tilbehør

Nå skal vi se på hva vi må ta for å lage en motor hjemme. Hva vi må ta for stirling:

• Ballong.
• Tre colabokser.
• Spesialterminaler, fem deler (5A).
• Nipler for feste av sykkeleiker (to stk).
• Metallull.
• Et stykke ståltråd tretti cm langt og 1 mm i tverrsnitt.
• Et stykke stor stål- eller kobbertråd med en diameter på 1,6 til 2 mm.
• Trestift med en diameter på tjue mm (lengde en cm).
• Flaskekork (plast).
• Elektriske ledninger (tretti cm).
• Spesiallim.
• Vulkanisert gummi (ca. 2 centimeter).
• Fiskesnøre (lengde tretti cm).
• Flere vekter for balansering (for eksempel nikkel).
• CDer (tre stykker).
• Spesialknapper.
• Blikkboks for å lage en brannboks.
• Varmebestandig silikon og tinn for produksjon av vannkjøling.

Beskrivelse av opprettelsesprosessen

Trinn 1. Klargjøring av glass.

Først bør du ta 2 bokser og kutte av toppen av dem. Hvis toppene klippes av med en saks, må de resulterende hakkene files av med en fil.

Trinn 2. Lage diafragma.

Som diafragma kan du ta ballong, som skal forsterkes med vulkanisert gummi. Ballen må kuttes og trekkes på glasset. Deretter limer vi et stykke spesialgummi på den sentrale delen av membranen. Etter at limet har stivnet, i midten av membranen vil vi slå et hull for å installere ledningen. Den enkleste måten å gjøre dette på er å bruke en spesiell knapp, som kan stå i hullet frem til montering.

Trinn 3: Kutte og lage hull i lokket.

To hull på to mm må lages i dekselets vegger, de er nødvendige for å installere spakenes roterende akse. Et annet hull må lages i bunnen av lokket;

På siste trinn må lokket kuttes av. Dette gjøres for å hindre at forskyvningstråden setter seg fast i kantene av dekselet. For slikt arbeid kan du ta husholdningssaks.

Trinn 4. Boring.

Du må bore to hull i krukken for lagrene. I vårt tilfelle ble dette gjort med et 3,5 mm bor.

Trinn 5. Lage et visningsvindu.

Et spesielt vindu må kuttes i motorhuset. Nå kan du se hvordan alle komponentene til enheten fungerer.

Etappe 6. Modifisering av terminaler.

Du må ta terminalene og fjerne plastisolasjonen fra dem. Så tar vi en drill og gjør det gjennom hull ved kantene av terminalene. Totalt tre terminaler må bores. La oss la to terminaler være uborede.

Trinn 7. Skape innflytelse.

Materialet som brukes til å lage spakene er kobbertråd, hvis diameter bare er 1,88 mm. Det er verdt å se på Internett nøyaktig hvordan du bøyer strikkepinnene. Du kan også bruke ståltråd, det er bare lettere å jobbe med kobbertråd.

Trinn 8. Produksjon av lagre.

For å lage lagrene trenger du to sykkelnipler. Diameteren på hullene må kontrolleres. Forfatteren boret dem gjennom ved hjelp av et to mm bor.

Etappe 9. Montering av spaker og lagre.

Spaker kan plasseres direkte gjennom visningsvinduet. Den ene enden av ledningen skal være lang, svinghjulet vil hvile på den. Lagrene skal sitte godt på de riktige stedene. Hvis det er noe spill, kan de limes.

Trinn 10. Lage en displacer.

Forskyveren er laget av stålull for polering. For å lage en fortrenger tas en ståltråd, det lages en krok på den, og deretter vikles en viss mengde bomull på ledningen. Fortrengeren må ha samme størrelse slik at den beveger seg jevnt i glasset. Hele høyden på forskyvningen bør ikke være mer enn fem centimeter.

I enden på den ene siden av vatten du må lage en spiral av ledning slik at den ikke kommer ut av bomullsullen, og på den andre siden av ledningen lager vi en løkke. Deretter vil vi knytte en fiskesnøre til denne løkken, som deretter vil bli tiltrukket gjennom den sentrale delen av membranen. Vulkanisert gummi skal være i midten av beholderen.

Trinn 11. Lage en trykktank

Du må kutte bunnen av glasset på en bestemt måte slik at det gjenstår omtrent 2,5 cm fra bunnen. Fortrengeren sammen med membranen må flyttes til tanken. Etter dette overføres hele denne mekanismen til enden av boksen. Membranen må strammes litt slik at den ikke synker.

Deretter må du ta terminalen som ikke ble boret og føre fiskelinjen gjennom den. Knuten må limes slik at den ikke beveger seg. Wiren må smøres skikkelig med olje og samtidig sørge for at fortrengeren lett kan trekke linen bak seg.

Trinn 12. Lage skyvestenger.

Disse spesielle stengene forbinder membranen og spakene. Denne er laget av et stykke kobbertråd som er femten cm langt.

Etappe 13. Opprette og installere et svinghjul

For å lage et svinghjul tar vi tre gamle CD-er. La oss ta en trestang som sentrum. Etter montering av svinghjulet, bøy veivakselstangen slik at svinghjulet ikke faller av.

På det siste stadiet er hele mekanismen ferdig montert.

Det siste trinnet, å lage brannboksen

Nå har vi nådd det siste trinnet i å lage motoren.

Du kan selvfølgelig kjøpe vakre fabrikkmodeller av Stirling-motorer, slik som i denne kinesiske nettbutikken. Men noen ganger vil du skape deg selv og lage en ting, selv fra improviserte midler. På nettstedet vårt er det allerede flere alternativer for å produsere disse motorene, og i denne publikasjonen, sjekk ut den komplette enkelt alternativ laget hjemme.

For å lage det trenger du tilgjengelige materialer: en boks hermetikk, et lite stykke skumgummi, en CD, to bolter og binders.

Skumgummi er et av de vanligste materialene som brukes i produksjonen av Stirling-motorer. Motorforskyveren er laget av den. Vi kutter ut en sirkel fra et stykke av skumgummien vår, gjør diameteren to millimeter mindre enn boksens indre diameter og høyden litt mer enn halvparten av den.

Vi borer et hull i midten av dekselet som vi deretter setter koblingsstangen inn i. For å sikre jevn bevegelse av koblingsstangen, lager vi en spiral fra en binders og lodder den til dekselet.

Vi gjennomborer skumgummisirkelen med en skrue i midten og fester den med en skive øverst og nederst med en skive og mutter. Etter dette fester vi et stykke binders ved å lodde, etter først å ha rettet det ut.

Nå stikker vi fortrengeren inn i hullet laget på forhånd i lokket og lodder lokket og glasset hermetisk sammen. Vi lager en liten løkke på enden av bindersen, og borer et annet hull i lokket, men litt større enn det første.

Vi lager en sylinder fra tinn ved hjelp av lodding.

Vi fester den ferdige sylinderen til boksen ved hjelp av et loddejern, slik at det ikke er hull igjen på loddestedet.

Vi lager en veivaksel fra en binders. Kneavstanden skal være 90 grader. Kneet som skal være over sylinderen i høyden er 1-2 mm større enn det andre.

Vi bruker binders til å lage stativ til skaftet. Vi lager en membran. For å gjøre dette setter vi på sylinderen plastfilm, skyv den litt innover og fest den til sylinderen med gjenger.

Vi lager koblingsstangen som må festes til membranen fra en binders og setter den inn i et stykke gummi. Lengden på forbindelsesstangen må gjøres slik at membranen i bunnen av dødpunktet av akselen trekkes inn i sylinderen, og på det høyeste, tvert imot, forlenges den. Vi setter opp den andre koblingsstangen på samme måte.

Vi limer koblingsstangen med gummi til membranen, og fester den andre til fortrengeren.

Vi bruker en loddebolt for å feste bindersbena til boksen og feste svinghjulet til sveiven. Du kan for eksempel bruke en CD.

Stirlingmotor laget hjemme. Nå gjenstår det bare å bringe varme under glasset – tenn et lys. Og etter noen sekunder gi et dytt til svinghjulet.

Hvordan lage en enkel Stirling-motor (med bilder og video)

www.newphysicist.com

La oss lage en Stirling-motor.

En Stirling-motor er en varmemotor som opererer ved å syklisk komprimere og utvide luft eller annen gass (arbeidsvæske) ved forskjellige temperaturer, slik at det skjer en netto omdanning av termisk energi til mekanisk arbeid. Mer spesifikt er Stirling-motoren en regenerativ termisk motor med lukket syklus med en kontinuerlig gassformig arbeidsvæske.

Stirling-motorer har mer høy effektivitet sammenlignet med dampmaskiner og kan nå 50 % effektivitet. De er også i stand til å fungere stille og kan bruke nesten hvilken som helst varmekilde. Den termiske energikilden genereres eksternt til Stirling-motoren i stedet for gjennom intern forbrenning, slik tilfellet er med Otto-sykkel- eller dieselmotorer.

Stirling-motorer er kompatible med alternative og fornybare energikilder, fordi de kan bli stadig viktigere etter hvert som prisen på tradisjonelle drivstoff stiger og i lys av problemer som uttømming av oljereserver og klimaendringer.

I dette prosjektet vil vi gi deg enkle instruksjonerå lage en veldig enkel motor DIY Stirling ved hjelp av reagensrør og sprøyte .

Hvordan lage en enkel Stirling-motor – Video

Komponenter og trinn for å lage en Stirling-motor

1. Stk hardtre eller kryssfiner

Dette er grunnlaget for din motor. Dermed må den være stiv nok til å takle motorens bevegelser. Lag så tre små hull som vist på bildet. Du kan også bruke kryssfiner, tre, etc.

2. Marmor eller glasskuler

I Stirling-motoren utfører disse kulene en viktig funksjon. I dette prosjektet fungerer kulen som en fortrenger av varm luft fra den varme siden av reagensrøret til den kalde siden. Når marmor fortrenger varm luft, det kjøles ned.

3. Pinner og skruer

Pinner og skruer brukes til å holde reagensrøret i en komfortabel posisjon for fri bevegelse i alle retninger uten avbrudd.

4. Gummibiter

Kjøp et viskelær og skjær det i følgende former. Den brukes til å holde reagensrøret sikkert og opprettholde forseglingen. Det skal ikke være noen lekkasje ved munningen av røret. Hvis dette er tilfelle, vil ikke prosjektet lykkes.

5. Sprøyte

Sprøyten er en av de viktigste og mest bevegelige delene i enkel motor Stirling. Tilsett litt smøremiddel inne i sprøyten slik at stempelet kan bevege seg fritt inne i sylinderen. Når luft utvider seg inne i reagensrøret, skyver den stempelet ned. Som et resultat beveger sprøytehylsen seg oppover. Samtidig ruller kulen mot varm side prøverør og fortrenger varm luft og får den til å avkjøles (redusere volumet).

6. Reagensrør Reagensrøret er den viktigste og mest fungerende komponenten i en enkel Stirling-motor. Reagensrøret er laget av en bestemt type glass (som borosilikatglass) som er svært varmebestandig. Så det kan varmes opp til høye temperaturer.

Hvordan fungerer en Stirling-motor?

Noen sier at Stirling-motorer er enkle. Hvis dette er sant, så er de, akkurat som fysikkens store ligninger (f.eks. E = mc2), enkle: enkle på overflaten, men rikere, mer komplekse og potensielt veldig forvirrende til du innser dem. Jeg tror det er tryggere å tenke på Stirling-motorer som komplekse: mange veldig dårlige YouTube-videoer viser hvordan man enkelt "forklarer" dem på en veldig ufullstendig og utilfredsstillende måte.

Etter min mening kan du ikke forstå en Stirling-motor bare ved å bygge den eller observere hvordan den fungerer fra utsiden: du må tenke seriøst over trinnsyklusen den går gjennom, hva som skjer med gassen inni, og hvordan den er forskjellig fra hva som skjer i en konvensjonell dampmaskin.

Alt som kreves for at motoren skal fungere er en temperaturforskjell mellom de varme og kalde delene av gasskammeret. Det er bygget modeller som bare kan operere med en temperaturforskjell på 4 °C, selv om fabrikkmotorer sannsynligvis vil fungere med en forskjell på flere hundre grader. Disse motorene kan bli den mest effektive formen for forbrenningsmotor.

Stirlingmotorer og konsentrert solenergi

Stirling-motorer gir en ryddig metode for å konvertere termisk energi til bevegelse som kan drive en generator. Det vanligste opplegget er å ha motoren i sentrum parabolsk speil. Et speil vil bli montert på sporingsenheten slik at solstrålene fokuseres på motoren.

* Stirlingmotor som mottaker

Du har kanskje lekt med konvekse linser i skoleår. Konsentrasjon solenergi for å brenne et papir eller en fyrstikk, har jeg rett? Ny teknologi utvikler seg dag for dag. Konsentrert solenergi termisk energi får mer og mer oppmerksomhet i disse dager.

Ovenfor er en kort video av en enkel reagensrørmotor som bruker glassperler som fortrenger og en glasssprøyte som kraftstempel.

Denne enkle Stirling-motoren ble bygget av materialer som er tilgjengelige i de fleste skolelaboratorier og kan brukes til å demonstrere en enkel varmemotor.

Trykk-volumdiagram per syklus

Prosess 1 → 2 Ekspansjon av arbeidsgassen i den varme enden av reagensrøret, varme overføres til gassen, og gassen ekspanderer, øker volumet og skyver sprøytestempelet oppover.

Prosess 2 → 3 Når klinkekulen beveger seg mot den varme enden av reagensrøret, presses gass fra den varme enden av reagensrøret til den kalde enden, og når gassen beveger seg, overfører den varme til veggen i reagensrøret.

Prosess 3 → 4 Varme fjernes fra arbeidsgassen og volumet synker, sprøytestempelet beveger seg ned.

Prosess 4 → 1 Fullfører syklusen. Arbeidsgassen beveger seg fra den kalde enden av reagensrøret til den varme enden når kulene fortrenger den, mottar varme fra veggen i reagensrøret mens den beveger seg, og øker derved trykket på gassen.

Forklaring av driften av Stirling-motoren.

Vi starter med å merke svinghjulet.

Seks hull mislyktes. Det viser seg ikke vakkert. Hullene er små og kroppen mellom dem er tynn.

I en omgang sliper vi motvektene til veivakselen. Lagrene presses inn. Deretter presses lagrene ut og en M3-gjenge kuttes i stedet.

Jeg freste den, men du kan også bruke en fil.

Dette er en del av koblingsstangen. Resten er loddet med PSR.

Arbeider med en reamer over tetningsskiven.

Boring av Stirling sengen. Hullet som forbinder fortrengeren til arbeidssylinderen. 4,8 bor for M6 gjenger. Da må den slås av.

Boring av arbeidssylinderforingen for rømme.

Boring for M4 gjenger.

Hvordan det ble gjort.

Dimensjoner er gitt med hensyn til ombygging To par sylinder-stempel, 10mm, ble laget. og med 15 mm. Begge ble testet Hvis du satte sylinderen til 15mm. da vil stempelslaget være 11-12mm. og det fungerer ikke. Men 10 mm. med en slaglengde på 24 mm. akkurat passe.

Dimensjoner på koblingsstenger Ф3mm er loddet til dem.

Vevstangmontering Versjonen med lagre fungerte ikke. Når koblingsstangen strammes, deformeres lageret og skaper ekstra friksjon. I stedet for en peiling laget jeg Al. bøssing med bolt.

Dimensjoner på enkelte deler.

Noen dimensjoner for svinghjulet.

Noen størrelser på hvordan du fester til skaftet og leddene.

Vi legger en 2-3 mm asbestpakning mellom kjøleren og brennkammeret. Det er også lurt å plassere paronittpakninger eller noe som leder mindre varme under boltene som holder begge delene sammen.

Forskyvningen er hjertet til Stirling, den må være lett og lede lite varme. Aksjen ble hentet fra den samme gamle harddisken. Dette er en av de lineære motorføringene Velegnet, herdet, forkrommet. For å kutte tråden, viklet jeg en gjennomvåt fille rundt midten og varmet endene til de ble rødglødende.

Vevstang med arbeidssylinder. Total lengde 108mm. Av disse er 32 mm et stempel med en diameter på 10 mm. Stempelet skal bevege seg lett inn i sylinderen, uten merkbar slitasje. sakte.

Jeg planla å gjøre dette, men gjorde endringer i løpet av prosessen. For å finne ut slaget til arbeidssylinderen, flytter vi forskyvningen til kjøleskap og Vi forlenger arbeidssylinderen med 25 mm Vi varmer opp forbrenningskammeret. Vi legger forsiktig en linjal under arbeidsstangen og husker dataene. Vi presser fortrengeren kraftig, og hvor mye arbeidssylinderen beveger seg er slag. Denne størrelsen spiller en veldig viktig rolle.

Utsikt over arbeidssylinderen. Vevstanglengde 83mm. Strekningen er 24 mm. Håndhjulet er festet til akselen med en M4 skrue. Hodet hans er synlig på bildet. Og på denne måten festes motvekten til forskyvningsstangen.

Visning av forskyvningsstangen. Total lengde med forskyvningen er 214 mm. Vevstanglengde 75mm. Slag 24 mm. Vær oppmerksom på sporet U figurativ form til svinghjulet Laget for kraftuttak. Ideen var enten en generator eller gjennom en pinne til kjøleviften. Den øverste delen er frest på den ene siden til en dybde på 7 mm og en lengde på 32 mm. Sentrum av lageret fra bunnen er på 55 mm. Festes nedenfra med to M4 bolter. Avstanden mellom sentrene på pylonene er 126 mm.

Utsikt over brennkammer og kjøler Motorhuset er presset inn i masten. Målene på masten er 47x25x15, utsparingen for landing er 12 mm. Den er festet til brettet nedenfra.

Lampe 40 mm. i diameter høyde 35mm. Innfelt i skaftet med 8 mm. Nederst i midten er det en M4 mutter forseglet og sikret med en bolt nedenfra.

Ferdig utseende. Eik sokkel 300x150x15mm.

Navneskilt.

Jeg har lett lenge arbeidsdiagram. Jeg fant det, men det var alltid på grunn av at enten det var et problem med utstyret eller med materialene, bestemte jeg meg for å lage det som en armbrøst. Etter å ha sett på mange alternativer og funnet ut hva jeg hadde på lager og hva jeg kunne gjøre selv med utstyret mitt. Dimensjonene fant jeg ut med en gang, når sammensatt enhet Jeg likte den ikke. Den ble for bred. Jeg måtte korte ned sylinderrammen. Og svinghjulet skal plasseres på ett lager (på en pylon) Materialene til svinghjulet, koblingsstenger, tetningsskive, lampe og arbeidssylinder er bronse, arbeidsstempel, sylinderrammekjøler og skive med gjenger fra Varmekammeret er av aluminium Svinghjulsaksel og fortrenger i rustfritt stål. Og jeg vil vise det ut slik at du kan bedømme det.