Ο κινητήρας Stirling, κάποτε διάσημος, ξεχάστηκε για πολύ καιρό λόγω της ευρείας χρήσης άλλου κινητήρα ( εσωτερικής καύσης). Σήμερα όμως ακούμε όλο και περισσότερα γι' αυτόν. Ίσως έχει την ευκαιρία να γίνει πιο δημοφιλής και να βρει τη θέση του νέα τροποποίησηστον σύγχρονο κόσμο;
Ιστορία
Ο κινητήρας Stirling είναι θερμική μηχανή, το οποίο εφευρέθηκε στις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα. Ο συγγραφέας, όπως είναι σαφές, ήταν κάποιος Στέρλινγκ ονόματι Ρόμπερτ, ιερέας από τη Σκωτία. Η συσκευή είναι μια μηχανή εξωτερικής καύσης, όπου το σώμα κινείται σε ένα κλειστό δοχείο, αλλάζοντας συνεχώς τη θερμοκρασία του.
Λόγω της διάδοσης ενός άλλου τύπου κινητήρα, σχεδόν ξεχάστηκε. Παρόλα αυτά, χάρη στα πλεονεκτήματά του, σήμερα ο κινητήρας Stirling (πολλοί ερασιτέχνες τον κατασκευάζουν στο σπίτι με τα χέρια τους) επιστρέφει ξανά.
Η κύρια διαφορά από έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι ότι η θερμική ενέργεια προέρχεται από το εξωτερικό και δεν παράγεται στον ίδιο τον κινητήρα, όπως σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Αρχή λειτουργίας
Μπορείτε να φανταστείτε έναν κλειστό όγκο αέρα που περικλείεται σε ένα περίβλημα με μια μεμβράνη, δηλαδή ένα έμβολο. Όταν το περίβλημα θερμαίνεται, ο αέρας διαστέλλεται και λειτουργεί, λυγίζοντας έτσι το έμβολο. Στη συνέχεια εμφανίζεται ψύξη και λυγίζει ξανά. Αυτός είναι ο κύκλος λειτουργίας του μηχανισμού.
Δεν είναι περίεργο που πολλοί άνθρωποι φτιάχνουν τη δική τους θερμοακουστική μηχανή Stirling στο σπίτι. Αυτό απαιτεί τα ελάχιστα εργαλεία και υλικά, τα οποία μπορούν να βρεθούν στο σπίτι του καθενός. Ας εξετάσουμε δύο διαφορετικοί τρόποιπόσο εύκολο είναι να δημιουργήσεις ένα.
Υλικά για εργασία
Για να φτιάξετε έναν κινητήρα Stirling με τα χέρια σας, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:
- κασσίτερος;
- ατσάλινη ακτίνα?
- ορειχάλκινος σωλήνας?
- σιδηροπρίονο;
- αρχείο;
- ξύλινη βάση?
- μεταλλικό ψαλίδι?
- εξαρτήματα στερέωσης?
- Συγκολλητικό σίδερο?
- συγκόλληση;
- κόλλα μετάλλων;
- μηχανή.
Αυτά είναι όλα. Τα υπόλοιπα είναι θέμα απλής τεχνικής.
Πώς να το κάνουμε
Μια εστία και δύο κύλινδροι για τη βάση παρασκευάζονται από κασσίτερο, που θα αποτελέσουν έναν κινητήρα Stirling, κατασκευασμένο με τα χέρια σας. Οι διαστάσεις επιλέγονται ανεξάρτητα, λαμβάνοντας υπόψη τους σκοπούς για τους οποίους προορίζεται αυτή η συσκευή. Ας υποθέσουμε ότι ο κινητήρας είναι κατασκευασμένος για επίδειξη. Στη συνέχεια, η ανάπτυξη του κύριου κυλίνδρου θα είναι από είκοσι έως είκοσι πέντε εκατοστά, όχι περισσότερο. Τα υπόλοιπα μέρη πρέπει να προσαρμοστούν σε αυτό.
Στο πάνω μέρος του κυλίνδρου γίνονται δύο προεξοχές και οπές με διάμετρο από τέσσερα έως πέντε χιλιοστά για την κίνηση του εμβόλου. Τα στοιχεία θα λειτουργήσουν ως ρουλεμάν για τη θέση της διάταξης στροφάλου.
Στη συνέχεια, φτιάχνουν το ρευστό εργασίας του κινητήρα (θα γίνει συνηθισμένο νερό). Κύκλοι κασσίτερου συγκολλούνται στον κύλινδρο, ο οποίος τυλίγεται σε σωλήνα. Σε αυτά γίνονται τρύπες και μπαίνουν ορειχάλκινοι σωλήνες μήκους από είκοσι πέντε έως τριάντα πέντε εκατοστά και με διάμετρο από τέσσερα έως πέντε χιλιοστά. Στο τέλος ελέγχουν πόσο σφραγισμένος έχει γίνει ο θάλαμος γεμίζοντας τον με νερό.
Ακολουθεί η σειρά του εκτοπιστή. Για την κατασκευή, λαμβάνεται ένα ξύλινο κενό. Το μηχάνημα χρησιμοποιείται για να διασφαλιστεί ότι παίρνει το σχήμα ενός κανονικού κυλίνδρου. Ο εκτοπιστής πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερος από τη διάμετρο του κυλίνδρου. Το βέλτιστο ύψος επιλέγεται αφού κατασκευαστεί ο κινητήρας Stirling με τα χέρια σας. Επομένως, σε αυτό το στάδιο, το μήκος θα πρέπει να περιλαμβάνει κάποιο περιθώριο.
Η ακτίνα μετατρέπεται σε ράβδο κυλίνδρου. Στο κέντρο του ξύλινου δοχείου γίνεται μια τρύπα που ταιριάζει στη ράβδο και μπαίνει. Στο επάνω μέρος της ράβδου είναι απαραίτητο να παρέχεται χώρος για τη συσκευή της μπιέλας.
Στη συνέχεια παίρνουν χάλκινους σωλήνες μήκους τεσσεράμισι εκατοστών και δυόμισι εκατοστών σε διάμετρο. Ένας κύκλος από κασσίτερο είναι κολλημένος στον κύλινδρο. Στις πλευρές των τοίχων γίνεται μια τρύπα για τη σύνδεση του δοχείου με τον κύλινδρο.
Το έμβολο ρυθμίζεται επίσης σε τόρνο στη διάμετρο του μεγάλου κυλίνδρου από μέσα. Η ράβδος συνδέεται στο επάνω μέρος με αρθρωτό τρόπο.
Ολοκληρώνεται η συναρμολόγηση και ρυθμίζεται ο μηχανισμός. Για να γίνει αυτό, το έμβολο εισάγεται στον κύλινδρο μεγαλύτερο μέγεθοςκαι συνδέστε το τελευταίο σε έναν άλλο μικρότερο κύλινδρο.
Χτίζονται σε μεγάλο κύλινδρο μηχανισμός στροφάλου. Στερεώστε το μέρος του κινητήρα χρησιμοποιώντας συγκολλητικό σίδερο. Τα κύρια μέρη είναι στερεωμένα σε ξύλινη βάση.
Ο κύλινδρος γεμίζει με νερό και ένα κερί τοποθετείται κάτω από τον πάτο. Ένας κινητήρας Stirling, κατασκευασμένος στο χέρι από την αρχή μέχρι το τέλος, ελέγχεται για απόδοση.
Δεύτερη μέθοδος: υλικά
Ο κινητήρας μπορεί να κατασκευαστεί με άλλο τρόπο. Για να το κάνετε αυτό θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:
- κασσίτερος;
- αφρός;
- συνδετήρες;
- δίσκοι?
- δύο μπουλόνια.
Πώς να το κάνουμε
Το αφρώδες καουτσούκ χρησιμοποιείται πολύ συχνά για να φτιάξετε έναν απλό κινητήρα Stirling χαμηλής ισχύος στο σπίτι με τα χέρια σας. Από αυτό προετοιμάζεται ένας εκτοπιστής για τον κινητήρα. Κόψτε έναν κύκλο αφρού. Η διάμετρος πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερη από αυτή ενός κασσίτερου και το ύψος να είναι λίγο περισσότερο από το μισό.
Στο κέντρο του καλύμματος γίνεται μια τρύπα για τη μελλοντική μπιέλα. Για να διασφαλιστεί η ομαλή λειτουργία του, ο συνδετήρας τυλίγεται σε σπείρα και συγκολλάται στο καπάκι.
Ο κύκλος αφρού τρυπιέται στη μέση με λεπτό σύρμα και βίδα και στερεώνεται από πάνω με ροδέλα. Στη συνέχεια, το κομμάτι του συνδετήρα συνδέεται με συγκόλληση.
Ο εκτοπιστής σπρώχνεται στην οπή του καπακιού και συνδέεται με το δοχείο με συγκόλληση για να σφραγιστεί. Μια μικρή θηλιά δημιουργείται στον συνδετήρα και μια άλλη, μεγαλύτερη τρύπα στο καπάκι.
Το φύλλο κασσίτερου τυλίγεται σε κύλινδρο και συγκολλάται, και στη συνέχεια στερεώνεται στο δοχείο έτσι ώστε να μην υπάρχουν καθόλου ρωγμές.
Ο συνδετήρας μετατρέπεται σε στροφαλοφόρο άξονα. Η απόσταση πρέπει να είναι ακριβώς ενενήντα μοίρες. Το γόνατο πάνω από τον κύλινδρο γίνεται ελαφρώς μεγαλύτερο από το άλλο.
Οι υπόλοιποι συνδετήρες μετατρέπονται σε βάσεις άξονα. Η μεμβράνη είναι κατασκευασμένη ως εξής: ο κύλινδρος τυλίγεται σε μεμβράνη πολυαιθυλενίου, πιέζεται και στερεώνεται με νήμα.
Η ράβδος σύνδεσης είναι κατασκευασμένη από συνδετήρα, ο οποίος εισάγεται σε ένα κομμάτι καουτσούκ και το τελειωμένο μέρος είναι στερεωμένο στη μεμβράνη. Το μήκος της μπιέλας είναι κατασκευασμένο έτσι ώστε στο κάτω σημείο του άξονα η μεμβράνη να τραβιέται στον κύλινδρο και στο υψηλότερο σημείο να εκτείνεται. Το δεύτερο μέρος της μπιέλας κατασκευάζεται με τον ίδιο τρόπο.
Στη συνέχεια το ένα κολλάται στη μεμβράνη και το άλλο στον εκτοπιστή.
Τα πόδια για το βάζο μπορούν επίσης να κατασκευαστούν από συνδετήρες και να συγκολληθούν. Για τη μανιβέλα χρησιμοποιείται ένα CD.
Τώρα όλος ο μηχανισμός είναι έτοιμος. Το μόνο που μένει είναι να τοποθετήσετε και να ανάψετε ένα κερί κάτω από αυτό και στη συνέχεια να σπρώξετε τον σφόνδυλο.
συμπέρασμα
Αυτός είναι ένας κινητήρας Stirling χαμηλής θερμοκρασίας (κατασκευασμένος με τα χέρια μου). Φυσικά, σε βιομηχανική κλίμακα τέτοιες συσκευές κατασκευάζονται με εντελώς διαφορετικό τρόπο. Ωστόσο, η αρχή παραμένει η ίδια: ο όγκος του αέρα θερμαίνεται και στη συνέχεια ψύχεται. Και αυτό επαναλαμβάνεται συνεχώς.
Τέλος, δείτε αυτά τα σχέδια του κινητήρα Stirling (μπορείτε να τον φτιάξετε μόνοι σας χωρίς ιδιαίτερες δεξιότητες). Ίσως έχετε ήδη την ιδέα και θέλετε να κάνετε κάτι παρόμοιο;
Οδηγίες
Αφαιρέστε τον κινητήρα από το αυτοκίνητο. Για να το κάνετε αυτό: αδειάστε το λάδι από τον στροφαλοθάλαμο και το ψυκτικό από το σύστημα ψύξης, αφαιρέστε την μπαταρία. Στη συνέχεια ξεβιδώστε τα 4 μπουλόνια με ένα κλειδί 13 mm και αφαιρέστε την κουκούλα για να κάνετε άλλους χειρισμούς ευκολότερους στο μέλλον. Αφαιρώ φίλτρο αέρα. Αφού ξεβιδώσετε τα τέσσερα μπουλόνια με ένα κλειδί 13, αφαιρέστε.
Αφαιρέστε τον σιγαστήρα ξεκινώντας από το πίσω μέρος. Χρησιμοποιώντας ένα κλειδί 13 mm, ξεβιδώστε τα τέσσερα παξιμάδια που συγκρατούν το "παντελόνι" στην πολλαπλή εξαγωγής. Ξεβιδώστε το πίσω μέρος με ένα κλειδί 13 άξονας καρδανίου, το οποίο είναι προσαρτημένο στο κιβώτιο ταχυτήτων πίσω άξονας. Αφαιρώ ρουλεμάν ανάρτησης, αφαιρέστε το κάρδανο από το κιβώτιο ταχυτήτων. Ξεβιδώστε τα 4 μπουλόνια με ένα κλειδί 17 mm που συγκρατούν το κουτί στον κινητήρα, 3 μπουλόνια 13 mm και δύο παξιμάδια 13 mm από την πίσω θήκη του κιβωτίου ταχυτήτων. Αφαιρέστε το κουτί.
Αφαιρέστε τα πάντα από τον κινητήρα συνημμένα: , αντλία καυσίμου, διανομέας ανάφλεξης. Ξεβιδώστε την μπροστινή δοκό. Αφαιρώ. Χρησιμοποιώντας μια κεφαλή υποδοχής, ξεβιδώστε τα μπουλόνια της κυλινδροκεφαλής, σημειώστε το καθένα στο σημάδι του για να μην κάνετε λάθος κατά τη συναρμολόγηση. Αφαιρέστε την κυλινδροκεφαλή. Τραβήξτε έξω τον κινητήρα χρησιμοποιώντας ένα βαρούλκο ή με το χέρι. Τοποθετήστε το σε μια επίπεδη και καθαρή επιφάνεια.
Αφαιρέστε τη λεκάνη λαδιού και την αντλία λαδιού. Ξεβιδώνω κεφαλή υποδοχής«14» παξιμάδια των μπουλονιών της μπιέλας, αφαιρέστε τα καλύμματα και αφαιρέστε προσεκτικά τα έμβολα με τις μπιέλες μέσα από τους κυλίνδρους. Σημαδέψτε τα έμβολα, τις μπιέλες και τα καπάκια για να αποφύγετε τη σύγχυση κατά την επανασυναρμολόγηση. Κλειδώστε τον σφόνδυλο και αφαιρέστε τον από τον στροφαλοφόρο άξονα. Ξεβιδώστε τα μπουλόνια των πωμάτων του κύριου ρουλεμάν και αφαιρέστε τα μαζί με τα κάτω ρουλεμάν. αφαιρέστε τον στροφαλοφόρο άξονα.
Πιέστε προς τα έξω τους πείρους του εμβόλου. Επιθεωρήστε τα έμβολα εάν είναι ελαττωματικά, αντικαταστήστε τα. Δώστε το μπλοκ κυλίνδρων για τρύπημα από κάτω νέο μέγεθοςέμβολα. Μετρήστε τον στροφαλοφόρο άξονα, εάν υπάρχει ελάττωμα, είτε τρυπήστε τον σε μέγεθος επισκευής, είτε συγκολλήστε τον ή αντικαταστήστε τον με νέο. Ανάλογα με τα μεγέθη του λαιμού στροφαλοφόρος άξωνεπιλέξτε το μέγεθός του. Επιθεωρήστε και μετρήστε τις μπιέλες εάν είναι ελαττωματικές, αντικαταστήστε τις. Επιθεωρήστε τη σύνδεση της κυλινδροκεφαλής με το μπλοκ κυλίνδρων. Εάν υπάρχει κενό, τρίψτε το. Επιθεωρήστε τις βαλβίδες, αντικαταστήστε τις ελαττωματικές, πάρτε διαμαντένιο λιπαντικό και τυλίξτε τα καθίσματα.
Πιέστε τους πείρους του εμβόλου στο έμβολο και τις μπιέλες. Αντικαταστήστε τους ανακλαστήρες λαδιού και τους δακτυλίους συμπίεσης. Εισαγάγετε τα έμβολα στο μπλοκ κυλίνδρων χρησιμοποιώντας έναν άξονα. Τοποθετήστε τα ρουλεμάν στροφαλοφόρου στις ράβδους σύνδεσης και τοποθετήστε τον στροφαλοφόρο άξονα. Τοποθετήστε τις επενδύσεις στα καπάκια της μπιέλας και βιδώστε τις στις μπιέλες δυναμόκλειδομε την απαιτούμενη προσπάθεια. Βάζω ΑΝΤΛΙΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ, παλέτα
Τοποθετήστε τον κινητήρα στο αυτοκίνητο. Βιδώστε την κυλινδροκεφαλή με ένα δυναμόκλειδο στην απαιτούμενη ροπή. Ρυθμίστε τις βαλβίδες με μετρητή αισθητήρα. Βάζω κάλυμμα βαλβίδας. Βιδώστε το κουτί, τον σιγαστήρα και τα εξαρτήματα. Ρυθμίστε το χρόνο ανάφλεξης. Συμπληρώνω ορυκτέλαιοκαι περάστε από το τρέξιμο. Μην υπερφορτώνετε τον κινητήρα στην αρχή. Προσπαθήστε να διατηρήσετε τις στροφές του κινητήρα στις 2500 σ.α.λ.
Στις καθημερινές δραστηριότητες, οι άνθρωποι συνήθως έχουν να κάνουν με κινητήρες εσωτερικής καύσης. Βενζίνη και κινητήρες ντίζελέχουν γίνει ευρέως διαδεδομένες στην αυτοκινητοβιομηχανία. Αλλά υπάρχει επίσης ειδική τάξηεργοστάσια παραγωγής ενέργειας, που έχουν τη γενική ονομασία των κινητήρων εξωτερική καύση.
Μηχανές εξωτερικής καύσης
Στους κινητήρες εξωτερικής καύσης, η διαδικασία καύσης καυσίμου και η πηγή θερμικής επίδρασης διαχωρίζονται από τη μονάδα εργασίας. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει συνήθως τον ατμό και αεριοστρόβιλοι, καθώς και κινητήρες Stirling. Πρώτα πρωτότυπα παρόμοιες εγκαταστάσειςσχεδιάστηκαν πριν από δύο και πλέον αιώνες και χρησιμοποιήθηκαν σχεδόν σε ολόκληρο τον 19ο αιώνα.
Όταν μια ταχέως αναπτυσσόμενη βιομηχανία χρειαζόταν ισχυρούς και οικονομικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, οι σχεδιαστές κατέληξαν σε μια αντικατάσταση των εκρηκτικών ατμομηχανών, όπου το λειτουργικό ρευστό ήταν ατμός υπό υψηλή πίεση. Κάπως έτσι εμφανίστηκαν οι κινητήρες εξωτερικής καύσης, που διαδόθηκε ευρέως στις αρχές του 19ου αιώνα. Μόνο μερικές δεκαετίες αργότερα αντικαταστάθηκαν από κινητήρες εσωτερικής καύσης. Κοστίζουν σημαντικά λιγότερο, γι' αυτό και χρησιμοποιήθηκαν ευρέως.
Αλλά σήμερα, οι σχεδιαστές εξετάζουν όλο και πιο προσεκτικά τους κινητήρες εξωτερικής καύσης που έχουν ξεφύγει από την ευρεία χρήση. Αυτό οφείλεται στα πλεονεκτήματά τους. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι τέτοιες εγκαταστάσεις δεν απαιτούν ιδιαίτερα καθαρό και ακριβό καύσιμο.
Οι κινητήρες εξωτερικής καύσης είναι ανεπιτήδευτοι, αν και η κατασκευή και η συντήρησή τους εξακολουθούν να είναι αρκετά δαπανηρές.
Ο κινητήρας του Stirling
Ενα από τα πολλά διάσημους εκπροσώπουςοικογένεια κινητήρων εξωτερικής καύσης - Κινητήρας Stirling. Εφευρέθηκε το 1816, βελτιώθηκε αρκετές φορές, αλλά στη συνέχεια ξεχάστηκε άδικα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τώρα ο κινητήρας Stirling έχει αναγεννηθεί. Χρησιμοποιείται με επιτυχία ακόμη και στην εξερεύνηση του διαστήματος.
Η λειτουργία της μηχανής Stirling βασίζεται σε έναν κλειστό θερμοδυναμικό κύκλο. Περιοδικές διαδικασίες συμπίεσης και διαστολής λαμβάνουν χώρα εδώ σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Η ροή εργασίας ελέγχεται αλλάζοντας τον όγκο της.
Ο κινητήρας Stirling μπορεί να λειτουργήσει ως αντλία θερμότητας, γεννήτρια πίεσης ή συσκευή ψύξης.
ΣΕ αυτόν τον κινητήραΣε χαμηλές θερμοκρασίες το αέριο συστέλλεται και σε υψηλές θερμοκρασίες διαστέλλεται. Περιοδικές αλλαγές στις παραμέτρους συμβαίνουν μέσω της χρήσης ειδικού εμβόλου που έχει λειτουργία εκτοπιστή. Σε αυτή την περίπτωση, η θερμότητα παρέχεται στο ρευστό εργασίας από το εξωτερικό, μέσω του τοιχώματος του κυλίνδρου. Αυτή η δυνατότητα δίνει το δικαίωμα
Ο κινητήρας Stirling, κάποτε διάσημος, ξεχάστηκε για πολύ καιρό λόγω της ευρείας χρήσης άλλου κινητήρα (εσωτερικής καύσης). Σήμερα όμως ακούμε όλο και περισσότερα γι' αυτόν. Μήπως έχει την ευκαιρία να γίνει πιο δημοφιλής και να βρει τη θέση του σε μια νέα τροποποίηση στον σύγχρονο κόσμο;
Η μηχανή Stirling είναι μια θερμική μηχανή που εφευρέθηκε στις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα. Ο συγγραφέας, όπως είναι σαφές, ήταν κάποιος Στέρλινγκ ονόματι Ρόμπερτ, ιερέας από τη Σκωτία. Η συσκευή είναι μια μηχανή εξωτερικής καύσης, όπου το σώμα κινείται σε ένα κλειστό δοχείο, αλλάζοντας συνεχώς τη θερμοκρασία του.
Λόγω της διάδοσης ενός άλλου τύπου κινητήρα, σχεδόν ξεχάστηκε. Παρόλα αυτά, χάρη στα πλεονεκτήματά του, σήμερα ο κινητήρας Stirling (πολλοί ερασιτέχνες τον κατασκευάζουν στο σπίτι με τα χέρια τους) επιστρέφει ξανά.
Η κύρια διαφορά από έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι ότι η θερμική ενέργεια προέρχεται από το εξωτερικό και δεν παράγεται στον ίδιο τον κινητήρα, όπως σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Μπορείτε να φανταστείτε έναν κλειστό όγκο αέρα που περικλείεται σε ένα περίβλημα με μια μεμβράνη, δηλαδή ένα έμβολο. Όταν το περίβλημα θερμαίνεται, ο αέρας διαστέλλεται και λειτουργεί, λυγίζοντας έτσι το έμβολο. Στη συνέχεια εμφανίζεται ψύξη και λυγίζει ξανά. Αυτός είναι ο κύκλος λειτουργίας του μηχανισμού.
Δεν είναι περίεργο που πολλοί άνθρωποι φτιάχνουν τη δική τους θερμοακουστική μηχανή Stirling στο σπίτι. Αυτό απαιτεί τα ελάχιστα εργαλεία και υλικά, τα οποία μπορούν να βρεθούν στο σπίτι του καθενός. Ας δούμε δύο διαφορετικούς τρόπους για να δημιουργήσετε εύκολα έναν.
Για να φτιάξετε έναν κινητήρα Stirling με τα χέρια σας, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:
Αυτά είναι όλα. Τα υπόλοιπα είναι θέμα απλής τεχνικής.
Μια εστία και δύο κύλινδροι για τη βάση παρασκευάζονται από κασσίτερο, που θα αποτελέσουν έναν κινητήρα Stirling, κατασκευασμένο με τα χέρια σας. Οι διαστάσεις επιλέγονται ανεξάρτητα, λαμβάνοντας υπόψη τους σκοπούς για τους οποίους προορίζεται αυτή η συσκευή. Ας υποθέσουμε ότι ο κινητήρας είναι κατασκευασμένος για επίδειξη. Στη συνέχεια, η ανάπτυξη του κύριου κυλίνδρου θα είναι από είκοσι έως είκοσι πέντε εκατοστά, όχι περισσότερο. Τα υπόλοιπα μέρη πρέπει να προσαρμοστούν σε αυτό.
Στο πάνω μέρος του κυλίνδρου γίνονται δύο προεξοχές και οπές με διάμετρο από τέσσερα έως πέντε χιλιοστά για την κίνηση του εμβόλου. Τα στοιχεία θα λειτουργήσουν ως ρουλεμάν για τη θέση της διάταξης στροφάλου.
Στη συνέχεια, φτιάχνουν το ρευστό εργασίας του κινητήρα (θα γίνει συνηθισμένο νερό). Κύκλοι κασσίτερου συγκολλούνται στον κύλινδρο, ο οποίος τυλίγεται σε σωλήνα. Σε αυτά γίνονται τρύπες και μπαίνουν ορειχάλκινοι σωλήνες μήκους από είκοσι πέντε έως τριάντα πέντε εκατοστά και με διάμετρο από τέσσερα έως πέντε χιλιοστά. Στο τέλος ελέγχουν πόσο σφραγισμένος έχει γίνει ο θάλαμος γεμίζοντας τον με νερό.
Ακολουθεί η σειρά του εκτοπιστή. Για την κατασκευή, λαμβάνεται ένα ξύλινο κενό. Το μηχάνημα χρησιμοποιείται για να διασφαλιστεί ότι παίρνει το σχήμα ενός κανονικού κυλίνδρου. Ο εκτοπιστής πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερος από τη διάμετρο του κυλίνδρου. Το βέλτιστο ύψος επιλέγεται αφού κατασκευαστεί ο κινητήρας Stirling με τα χέρια σας. Επομένως, σε αυτό το στάδιο, το μήκος θα πρέπει να περιλαμβάνει κάποιο περιθώριο.
Η ακτίνα μετατρέπεται σε ράβδο κυλίνδρου. Στο κέντρο του ξύλινου δοχείου γίνεται μια τρύπα που ταιριάζει στη ράβδο και μπαίνει. Στο επάνω μέρος της ράβδου είναι απαραίτητο να παρέχεται χώρος για τη συσκευή της μπιέλας.
Στη συνέχεια παίρνουν χάλκινους σωλήνες μήκους τεσσεράμισι εκατοστών και δυόμισι εκατοστών σε διάμετρο. Ένας κύκλος από κασσίτερο είναι κολλημένος στον κύλινδρο. Στις πλευρές των τοίχων γίνεται μια τρύπα για τη σύνδεση του δοχείου με τον κύλινδρο.
Το έμβολο ρυθμίζεται επίσης σε τόρνο στη διάμετρο του μεγάλου κυλίνδρου από μέσα. Η ράβδος συνδέεται στο επάνω μέρος με αρθρωτό τρόπο.
Ολοκληρώνεται η συναρμολόγηση και ρυθμίζεται ο μηχανισμός. Για να γίνει αυτό, το έμβολο εισάγεται σε μεγαλύτερο κύλινδρο και συνδέεται με έναν άλλο μικρότερο κύλινδρο.
Ένας μηχανισμός στροφάλου είναι χτισμένος σε έναν μεγάλο κύλινδρο. Στερεώστε το μέρος του κινητήρα χρησιμοποιώντας συγκολλητικό σίδερο. Τα κύρια μέρη είναι στερεωμένα σε ξύλινη βάση.
Ο κύλινδρος γεμίζει με νερό και ένα κερί τοποθετείται κάτω από τον πάτο. Ένας κινητήρας Stirling, κατασκευασμένος στο χέρι από την αρχή μέχρι το τέλος, ελέγχεται για απόδοση.
Ο κινητήρας μπορεί να κατασκευαστεί με άλλο τρόπο. Για να το κάνετε αυτό θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:
Το αφρώδες καουτσούκ χρησιμοποιείται πολύ συχνά για να φτιάξετε έναν απλό κινητήρα Stirling χαμηλής ισχύος στο σπίτι με τα χέρια σας. Από αυτό προετοιμάζεται ένας εκτοπιστής για τον κινητήρα. Κόψτε έναν κύκλο αφρού. Η διάμετρος πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερη από αυτή ενός κασσίτερου και το ύψος να είναι λίγο περισσότερο από το μισό.
Στο κέντρο του καλύμματος γίνεται μια τρύπα για τη μελλοντική μπιέλα. Για να διασφαλιστεί η ομαλή λειτουργία του, ο συνδετήρας τυλίγεται σε σπείρα και συγκολλάται στο καπάκι.
Ο κύκλος αφρού τρυπιέται στη μέση με λεπτό σύρμα και βίδα και στερεώνεται από πάνω με ροδέλα. Στη συνέχεια, το κομμάτι του συνδετήρα συνδέεται με συγκόλληση.
Ο εκτοπιστής σπρώχνεται στην οπή του καπακιού και συνδέεται με το δοχείο με συγκόλληση για να σφραγιστεί. Μια μικρή θηλιά δημιουργείται στον συνδετήρα και μια άλλη, μεγαλύτερη τρύπα στο καπάκι.
Το φύλλο κασσίτερου τυλίγεται σε κύλινδρο και συγκολλάται, και στη συνέχεια στερεώνεται στο δοχείο έτσι ώστε να μην υπάρχουν καθόλου ρωγμές.
Ένας συνδετήρας μετατρέπεται σε στροφαλοφόρος άξων. Η απόσταση πρέπει να είναι ακριβώς ενενήντα μοίρες. Το γόνατο πάνω από τον κύλινδρο γίνεται ελαφρώς μεγαλύτερο από το άλλο.
Οι υπόλοιποι συνδετήρες μετατρέπονται σε βάσεις άξονα. Η μεμβράνη είναι κατασκευασμένη ως εξής: ο κύλινδρος τυλίγεται σε μεμβράνη πολυαιθυλενίου, πιέζεται και στερεώνεται με νήμα.
Η ράβδος σύνδεσης είναι κατασκευασμένη από συνδετήρα, ο οποίος εισάγεται σε ένα κομμάτι καουτσούκ και το τελειωμένο μέρος είναι στερεωμένο στη μεμβράνη. Το μήκος της μπιέλας είναι κατασκευασμένο έτσι ώστε στο κάτω σημείο του άξονα η μεμβράνη να τραβιέται στον κύλινδρο και στο υψηλότερο σημείο να εκτείνεται. Το δεύτερο μέρος της μπιέλας κατασκευάζεται με τον ίδιο τρόπο.
Στη συνέχεια το ένα κολλάται στη μεμβράνη και το άλλο στον εκτοπιστή.
Τα πόδια για το βάζο μπορούν επίσης να κατασκευαστούν από συνδετήρες και να συγκολληθούν. Για τη μανιβέλα χρησιμοποιείται ένα CD.
Τώρα όλος ο μηχανισμός είναι έτοιμος. Το μόνο που μένει είναι να τοποθετήσετε και να ανάψετε ένα κερί κάτω από αυτό και στη συνέχεια να σπρώξετε τον σφόνδυλο.
Αυτός είναι ένας κινητήρας Stirling χαμηλής θερμοκρασίας (κατασκευασμένος με τα χέρια μου). Φυσικά, σε βιομηχανική κλίμακα τέτοιες συσκευές κατασκευάζονται με εντελώς διαφορετικό τρόπο. Ωστόσο, η αρχή παραμένει η ίδια: ο όγκος του αέρα θερμαίνεται και στη συνέχεια ψύχεται. Και αυτό επαναλαμβάνεται συνεχώς.
Τέλος, δείτε αυτά τα σχέδια του κινητήρα Stirling (μπορείτε να τον φτιάξετε μόνοι σας χωρίς ιδιαίτερες δεξιότητες). Ίσως έχετε ήδη την ιδέα και θέλετε να κάνετε κάτι παρόμοιο;
Πώς να φτιάξετε έναν απλό κινητήρα με τα χέρια σας. Δεν είναι τόσο περίπλοκο!
Εάν βαριέστε και δεν ξέρετε τι να κάνετε για να διασκεδάσετε, μπορείτε να δοκιμάσετε να δημιουργήσετε Ηλεκτρονικό μοτέρ DIY. Θα εκπλαγείτε αν σκεφτείτε ότι αυτό είναι σχεδόν αδύνατο να γίνει στο σπίτι.
Σήμερα "Τόσο απλό!"εφιστά την προσοχή σας απλό διάγραμμα, μετά το οποίο δεν θα είναι καθόλου δύσκολο! Ο καθένας μπορεί εύκολα να κάνει ένα τέτοιο σχέδιο, γιατί όλα τα απαραίτητα εργαλεία για έναν τέτοιο κινητήρα μπορούν να βρεθούν σε οποιοδήποτε σπίτι. Ναι, και καιρός για τέτοια πείραμαΘα πάρει αρκετά. Ξεχάστε τι σας είπαν στα μαθήματα φυσικής: μηχανή αέναης κίνησηςυπάρχει!
Πώς να φτιάξετε έναν απλό κινητήρα με τα χέρια σας
Βιομηχανοποίηση
- Πάρτε το καλώδιο και τυλίξτε το γύρω από την μπαταρία. Θα είναι αρκετό να φτιάξετε 10-15 κουβάρια.
Αυτό είναι όλο, δικό σου πρωτότυπη εφεύρεσηέτοιμος. Παρεμπιπτόντως, να είστε προσεκτικοί: δεν μπορείτε να αφήσετε τον ρότορα ακίνητο για μεγάλο χρονικό διάστημα, η μπαταρία και το πηνίο θα ζεσταθούν πολύ!
Εκπλήξτε όλους τους φίλους σας - δείξτε τους πόσο εύκολο είναι να δημιουργήσετε έναν κινητήρα με τα χέρια σας από παλιοσίδερα!
Αυτό είναι ένα πραγματικό δημιουργικό εργαστήριο! Μια ομάδα αληθινών ομοϊδεατών, ο καθένας ειδικός στον τομέα του, ενωμένοι από έναν κοινό στόχο: να βοηθήσουν τους ανθρώπους. Δημιουργούμε υλικά που πραγματικά αξίζει να τα μοιραστούμε και οι αγαπημένοι μας αναγνώστες μας χρησιμεύουν ως πηγή ανεξάντλητης έμπνευσης!
Λειτουργεί πραγματικά; Υπάρχει ρεύμα;
Πόσο σύρμα χρειάζεται (cm)
Πώς μπορείτε να αυξήσετε την ταχύτητα περιστροφής του σύρματος;
Μπορώ να χρησιμοποιήσω οποιοδήποτε καλώδιο; Χρησιμοποίησα λεπτό χαλκό, αλλά δεν λειτούργησε. δεν δουλεύει, τι να κάνω;!
Μια μηχανή αέναης κίνησης δεν έχει καμία σχέση με αυτό. Η δύναμη Ampere λειτουργεί. Κινητήρας
θα σταματήσει όταν τελειώσει η μπαταρία.
Και μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα δάχτυλά σας
Δεν μπορώ να λυγίσω τον συνδετήρα. Δείξε μου πώς σε παρακαλώ. Είμαι 12 παιδιά
στην πορεία, το ρεύμα βραχυκυκλώματος κινεί τον ρότορα!
DIY ατμομηχανή
Σε αυτό το άρθρο θα σας πω πώς να φτιάξετε μια ατμομηχανή με τα χέρια σας. Ο κινητήρας θα είναι μικρός, μονοπίστονος με βαλβίδα μπομπίνας. Η ισχύς είναι αρκετή για να περιστρέψετε τον ρότορα μιας μικρής γεννήτριας και να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον κινητήρα ως αυτόνομη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας κατά την πεζοπορία.
Πώς να φτιάξετε μια ατμομηχανή
Σωλήνας κυλίνδρου και καρουλιού.
Κόψτε 3 κομμάτια από την κεραία:
Το πρώτο κομμάτι έχει μήκος 38 mm και διάμετρο 8 mm (ο ίδιος ο κύλινδρος).
Το δεύτερο κομμάτι έχει μήκος 30 mm και διάμετρο 4 mm.
Το τρίτο έχει μήκος 6 mm και διάμετρο 4 mm.
Ας πάρουμε το σωλήνα Νο 2 και ας κάνουμε μια τρύπα με διάμετρο 4 mm στη μέση. Πάρτε τον σωλήνα Νο 3 και κολλήστε τον κάθετα στον σωλήνα Νο 2, αφού στεγνώσει η υπερκόλλα, καλύψτε τα πάντα με κρύα συγκόλληση (π.χ. POXIPOL).
Στρογγυλή σιδερένια ροδέλα με τρύπα στη μέση στερεώνουμε στο τεμάχιο Νο 3 (η διάμετρος είναι λίγο μεγαλύτερη από τον σωλήνα Νο 1), και αφού στεγνώσει, τη δυναμώνουμε με κρύα συγκόλληση.
Πώς να φτιάξετε ένα έμβολο με μπιέλα
Πάρτε ένα μπουλόνι (1) με διάμετρο 7 mm και σφίξτε το σε μέγγενη. Αρχίζουμε να τυλίγουμε το χάλκινο σύρμα (2) γύρω του για περίπου 6 στροφές. Καλύπτουμε κάθε στροφή με υπερκόλλα. Κόβουμε τα περιττά άκρα του μπουλονιού.
Επικαλύπτουμε το σύρμα με εποξειδικό. Αφού στεγνώσει, ρυθμίζουμε το έμβολο με γυαλόχαρτο κάτω από τον κύλινδρο ώστε να κινείται ελεύθερα εκεί χωρίς να περνάει αέρας.
Από ένα φύλλο αλουμινίου φτιάχνουμε μια λωρίδα μήκους 4 mm και μήκους 19 mm. Δώστε του το σχήμα του γράμματος P (3).
Ανοίγουμε τρύπες (4) διαμέτρου 2 mm και στις δύο άκρες για να μπει ένα κομμάτι της βελόνας πλεξίματος. Οι πλευρές του τμήματος σε σχήμα U πρέπει να είναι 7x5x7 mm. Το κολλάμε στο έμβολο με την πλευρά 5 χλστ.
Η μπιέλα (5) είναι κατασκευασμένη από ακτίνα ποδηλάτου. Και στις δύο άκρες της βελόνας πλεξίματος κολλάμε δύο μικρά κομμάτια σωλήνων (6) από την κεραία με διάμετρο και μήκος 3 mm. Η απόσταση μεταξύ των κέντρων της μπιέλας είναι 50 mm. Στη συνέχεια, εισάγουμε τη μπιέλα στο ένα άκρο στο τμήμα σχήματος U και την αρθρώνουμε με μια βελόνα πλεξίματος.
Η τριγωνική μπιέλα είναι κατασκευασμένη με παρόμοιο τρόπο, μόνο που θα υπάρχει ένα κομμάτι βελόνας πλεξίματος στη μία πλευρά και ένας σωλήνας στην άλλη. Μήκος μπιέλας 75 mm.
Κόβουμε ένα τρίγωνο από ένα φύλλο μετάλλου και ανοίγουμε 3 τρύπες σε αυτό.
Πηνίο. Το μήκος του εμβόλου της μπομπίνας είναι 3,5 mm και θα πρέπει να κινείται ελεύθερα κατά μήκος του σωλήνα της μπομπίνας. Το μήκος της ράβδου εξαρτάται από το μέγεθος του σφονδύλου σας.
Ο στρόφαλος της ράβδου του εμβόλου πρέπει να είναι 8 mm και ο στρόφαλος του καρουλιού πρέπει να είναι 4 mm.
Ο λέβητας ατμού θα είναι ένα βάζο ελιάς με σφραγισμένο καπάκι. Κόλλησα επίσης ένα παξιμάδι για να μπορεί να χυθεί νερό μέσα από αυτό και να σφίξει καλά με το μπουλόνι. Κόλλησα επίσης το σωλήνα στο καπάκι.
Καλλυντική τροποποίηση του κινητήρα. Η δεξαμενή έχει τώρα τη δική της ξύλινη πλατφόρμα και πιατάκι για ταμπλέτες ξηρού καυσίμου. Όλα τα μέρη είναι βαμμένα Όμορφα χρώματα. Παρεμπιπτόντως, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα σπιτικό ως πηγή θερμότητας. καυστήρα αλκοόληςή Γκαζιέρα
Δοκιμή της τελικής έκδοσης μιας σπιτικής ατμομηχανής
άρθρο για το πώς κάνωμηχανή αεροπλάνου δικα τους χέρια.
Προσοχή! Χτίζοντας το δικό σας μηχανή αεροπλάνουμπορεί να είναι επικίνδυνο. Συνιστούμε ανεπιφύλακτα να πάρετε τα πάντα απαραίτητα μέτραπροφυλάξεις κατά την εργασία με κάτω από το δέντρο, και επίσης να είστε ιδιαίτερα προσεκτικοί όταν εργάζεστε με εργαλεία. ΣΕ σπιτικόπεριέχει ακραίες ποσότητες δυναμικής και κινητικής ενέργειας (εκρηκτικά καύσιμα και κινούμενα μέρη) που μπορεί να προκαλέσουν σοβαρό τραυματισμό κατά τη λειτουργία κινητήρας αεριοστροβίλου. Να είστε πάντα προσεκτικοί και διακριτικοί όταν εργάζεστε σε κινητήρες και μηχανήματα και να φοράτε κατάλληλη προστασία για τα μάτια και την ακοή. Ο συγγραφέας δεν ευθύνεται για τη χρήση ή την παρερμηνεία των πληροφοριών που περιέχονται σε αυτό το άρθρο.
Βήμα 1: Εργασία στη βασική σχεδίαση κινητήρα
Ας ξεκινήσουμε τη διαδικασία συναρμολόγησης κινητήρα με τρισδιάστατη μοντελοποίηση. Η κατασκευή εξαρτημάτων με χρήση μηχανής CNC απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία συναρμολόγησης και μειώνει τον αριθμό των ωρών που δαπανώνται για την τοποθέτηση εξαρτημάτων. Το κύριο πλεονέκτημα της χρήσης τρισδιάστατων διαδικασιών είναι η δυνατότητα να δούμε πώς τα μέρη θα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους πριν κατασκευαστούν.
Εάν θέλετε να φτιάξετε έναν κινητήρα που λειτουργεί, φροντίστε να εγγραφείτε στα σχετικά φόρουμ. Άλλωστε, μια εταιρεία ομοϊδεατών θα επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία παραγωγής σπιτικά προϊόντακαι θα αυξήσει σημαντικά τις πιθανότητες για ένα επιτυχημένο αποτέλεσμα.
Βήμα 2:
Προσοχή όταν επιλέγετε υπερσυμπιεστή! Θέλεις ένα μεγάλο "turbo" με μονή (όχι σπασμένη) τουρμπίνα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο στροβιλοσυμπιεστής, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η ώση τελειωμένος κινητήρας. Μου αρέσουν οι τουρμπίνες από μεγάλους κινητήρες ντίζελ.
Κατά κανόνα, δεν είναι τόσο σημαντικό το μέγεθος ολόκληρης της τουρμπίνας, αλλά το μέγεθος του επαγωγέα. Ο επαγωγέας είναι η ορατή περιοχή των πτερυγίων του συμπιεστή.
Ο στροβιλοσυμπιεστής στην εικόνα είναι ένας Cummins ST-50 από ένα μεγάλο φορτηγό 18 τροχών.
Βήμα 3: Υπολογίστε το μέγεθος του θαλάμου καύσης
Στο βήμα που δίνεται σύντομη περιγραφήαρχές λειτουργίας του κινητήρα και δείχνει την αρχή με την οποία υπολογίζονται οι διαστάσεις του θαλάμου καύσης (CC) που πρέπει να κατασκευαστεί για έναν κινητήρα τζετ.
Ο πεπιεσμένος αέρας (από τον συμπιεστή) εισέρχεται στον θάλαμο καύσης (CC), ο οποίος αναμειγνύεται με το καύσιμο και αναφλέγεται. Τα «καυτά αέρια» εξέρχονται από το πίσω μέρος του συμπιεστή και κινούνται κατά μήκος των πτερυγίων του στροβίλου, όπου εξάγει ενέργεια από τα αέρια και τη μετατρέπει σε ενέργεια περιστροφής άξονα. Αυτός ο άξονας περιστρέφει τον συμπιεστή, ο οποίος είναι συνδεδεμένος με έναν άλλο τροχό, ο οποίος αφαιρεί τα περισσότερα από τα καυσαέρια. Οποιαδήποτε επιπλέον ενέργεια παραμένει από τη διαδικασία διέλευσης αερίων δημιουργεί ώθηση του στροβίλου. Αρκετά απλό, αλλά στην πραγματικότητα λίγο δύσκολο να τα φτιάξεις όλα και να τα τρέξεις με επιτυχία.
Ο θάλαμος καύσης είναι κατασκευασμένος από ένα μεγάλο κομμάτι χαλύβδινου σωλήνα με καπάκια και στα δύο άκρα. Ένας διαχύτης είναι εγκατεστημένος μέσα στο CS. Ο διαχύτης είναι ένας σωλήνας κατασκευασμένος από σωλήνα μικρότερης διαμέτρου που διατρέχει ολόκληρο το CS και έχει πολλές τρυπημένες οπές. Οι τρύπες επιτρέπουν συμπιεσμένος αέραςεισάγετε τον όγκο εργασίας και ανακατεύετε με καύσιμο. Μετά την εκδήλωση πυρκαγιάς, ο διαχύτης μειώνει τη θερμοκρασία της ροής του αέρα που έρχεται σε επαφή με τα πτερύγια του στροβίλου.
Για να υπολογίσετε τις διαστάσεις του διαχύτη, απλώς διπλασιάστε τη διάμετρο του πηνίου του υπερσυμπιεστή. Πολλαπλασιάστε τη διάμετρο του επαγωγέα επί 6 και αυτό θα σας δώσει το μήκος του διαχύτη. Ενώ ο τροχός του συμπιεστή μπορεί να έχει διάμετρο 12 ή 15 cm, ο επαγωγέας θα είναι σημαντικά μικρότερος. Ο επαγωγέας στροβίλου (μοντέλα ST-50 και VT-50) έχει διάμετρο 7,6 cm, επομένως οι διαστάσεις του διαχύτη θα είναι: 15 cm διάμετρος και 45 cm μήκος. Ήθελα να φτιάξω ένα ελαφρώς μικρότερο KS, οπότε αποφάσισα να χρησιμοποιήσω έναν διαχύτη με διάμετρο 12 cm και μήκος 25 cm, επέλεξα αυτή τη διάμετρο, κυρίως επειδή οι διαστάσεις του σωλήνα είναι ίδιες εξάτμισηφορτηγό ντίζελ.
Δεδομένου ότι ο διαχύτης θα βρίσκεται μέσα στο KS, συνιστώ να λάβετε το ελάχιστο ελεύθερος χώρος 2,5 cm γύρω από τον διαχύτη. Στην περίπτωσή μου, επέλεξα μια διάμετρο 20 cm του CS, επειδή ταιριάζει στις προκαθορισμένες παραμέτρους. Το εσωτερικό κενό θα είναι 3,8 cm.
Τώρα έχετε κατά προσέγγιση διαστάσεις που μπορούν ήδη να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή ενός κινητήρα τζετ. Μαζί με ακραία καπάκια και μπεκ ψεκασμού καυσίμου– αυτά τα μέρη μαζί θα σχηματίσουν τον θάλαμο καύσης.
Βήμα 4: Προετοιμασία των ακραίων δακτυλίων KS
Στερεώστε τους ακραίους δακτυλίους με μπουλόνια. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον δακτύλιο, ο διαχύτης θα κρατηθεί στο κέντρο της κάμερας.
Η εξωτερική διάμετρος των δακτυλίων είναι 20 cm και οι εσωτερικές διαμέτρους είναι 12 cm και 0,08 cm, αντίστοιχα. Ο επιπλέον χώρος (0,08 cm) θα διευκολύνει την εγκατάσταση του διαχύτη και θα χρησιμεύσει επίσης ως buffer για τον περιορισμό της επέκτασης του διαχύτη (ενώ θερμαίνεται).
Οι δακτύλιοι είναι κατασκευασμένοι από φύλλο χάλυβα 6 mm. Το πάχος των 6 mm θα επιτρέψει στους δακτυλίους να συγκολληθούν με ασφάλεια και θα παρέχουν μια σταθερή βάση για την τοποθέτηση των ακραίων καλυμμάτων.
Θα παρέχουν 12 τρύπες για μπουλόνια, που βρίσκονται γύρω από την περιφέρεια των δακτυλίων αξιόπιστη στερέωσηκατά την τοποθέτηση ακραίων καλυμμάτων. Θα πρέπει να συγκολλήσετε τα παξιμάδια στο πίσω μέρος των οπών, έτσι ώστε οι βίδες να μπορούν απλά να βιδωθούν κατευθείαν μέσα τους. Όλα αυτά εφευρέθηκαν μόνο γιατί πίσω άκροθα είναι απρόσιτο σε ένα κλειδί. Ένας άλλος τρόπος είναι να κόψετε κλωστές στις τρύπες στους δακτυλίους.
Βήμα 5: Συγκολλήστε τους ακραίους δακτυλίους
Πρώτα πρέπει να συντομεύσετε το σώμα στο επιθυμητό μήκος και να ευθυγραμμίσετε τα πάντα σωστά.
Ας ξεκινήσουμε τυλίγοντας ένα μεγάλο φύλλο χαρτιού whatman γύρω από έναν χαλύβδινο σωλήνα, έτσι ώστε τα άκρα να συναντούν το ένα το άλλο και το χαρτί να τεντώνεται σφιχτά. Ας σχηματίσουμε έναν κύλινδρο από αυτό. Τοποθετήστε χαρτί Whatman στο ένα άκρο του σωλήνα, έτσι ώστε οι άκρες του σωλήνα και του κυλίνδρου του χαρτιού Whatman να είναι στο ίδιο επίπεδο. Βεβαιωθείτε ότι υπάρχει αρκετός χώρος (για να κάνετε ένα σημάδι γύρω από τον σωλήνα) ώστε να μπορείτε να τρίψετε το μέταλλο στο ίδιο επίπεδο με το σημάδι. Αυτό θα βοηθήσει στην ευθυγράμμιση του ενός άκρου του σωλήνα.
Στη συνέχεια θα πρέπει να μετρήσετε ακριβείς διαστάσειςθάλαμος καύσης και διαχύτης. Φροντίστε να αφαιρέσετε 12 mm από τους δακτυλίους που θα συγκολληθούν. Δεδομένου ότι το KS θα έχει μήκος 25 cm, αξίζει να λάβετε υπόψη τα 24,13 cm, τοποθετήστε ένα σημάδι στον σωλήνα και χρησιμοποιήστε χαρτί whatman για να φτιάξετε ένα καλό πρότυπο γύρω από τον σωλήνα, όπως κάνατε πριν.
Ας κόψουμε την περίσσεια χρησιμοποιώντας ένα μύλο. Μην ανησυχείτε για την ακρίβεια της κοπής. Στην πραγματικότητα, θα πρέπει να αφήσετε λίγο από το υλικό και να το καθαρίσετε αργότερα.
Ας κάνουμε μια λοξότμηση και στις δύο άκρες του σωλήνα (για να πάρουμε καλής ποιότηταςσυγκόλληση). Θα χρησιμοποιήσουμε μαγνητικούς σφιγκτήρες συγκόλλησης για να κεντράρουμε τους δακτυλίους στα άκρα του σωλήνα και να βεβαιωθούμε ότι είναι στο ίδιο επίπεδο με τον σωλήνα. Πιάστε τα δαχτυλίδια από τις 4 πλευρές και αφήστε τα να κρυώσουν. Κάντε μια συγκόλληση και μετά επαναλάβετε από την άλλη πλευρά. Μην υπερθερμαίνετε το μέταλλο, αυτό θα αποτρέψει την παραμόρφωση του δακτυλίου.
Όταν συγκολληθούν και οι δύο δακτύλιοι, τελειώστε τις ραφές. Αυτό δεν είναι απαραίτητο, αλλά θα κάνει το CS πιο όμορφο αισθητικά.
Βήμα 6: Κατασκευή των βυσμάτων
Για να ολοκληρώσουμε την εργασία στο KS θα χρειαστούμε 2 ακραία καπάκια. Το ένα κάλυμμα θα βρίσκεται στο πλάι μπεκ ψεκασμού καυσίμου, και το άλλο θα κατευθύνει θερμά αέρια στον στρόβιλο.
Ας φτιάξουμε 2 πλάκες ίδιας διαμέτρου με το KS (στην περίπτωσή μου 20,32 cm). Ανοίξτε 12 τρύπες περιμετρικά για τα μπουλόνια και ευθυγραμμίστε τα με τις τρύπες στους ακραίους δακτυλίους.
Πρέπει να γίνουν μόνο 2 τρύπες στο κάλυμμα του μπεκ. Το ένα θα είναι για το μπεκ ψεκασμού και το άλλο για το μπουζί. Το έργο χρησιμοποιεί 5 ακροφύσια (ένα στο κέντρο και 4 γύρω από αυτό). Η μόνη απαίτηση είναι ότι τα μπεκ πρέπει να είναι τοποθετημένα με τέτοιο τρόπο ώστε μετά την τελική συναρμολόγηση να καταλήγουν στο εσωτερικό του διαχύτη. Για το σχέδιό μας αυτό σημαίνει ότι πρέπει να ταιριάζουν στο κέντρο του κύκλου 12 cm στη μέση του ακραίου καπακιού. Ας ανοίξουμε τρύπες 12 mm για την τοποθέτηση των μπεκ. Ας απομακρυνθούμε λίγο από το κέντρο για να προσθέσουμε μια τρύπα για το μπουζί. Πρέπει να ανοίξετε μια τρύπα για ένα νήμα 14mm x 1,25mm που θα ταιριάζει στο μπουζί. Το σχέδιο στην εικόνα θα έχει 2 κεριά (ένα σε ρεζέρβα, αν το πρώτο αποτύχει).
Υπάρχουν σωλήνες που προεξέχουν από το κάλυμμα του μπεκ. Κατασκευάζονται από σωλήνες διαμέτρου 12 mm (εξωτερική) και 9,5 mm (εσωτερική διάμετρος). Κόβονται σε μήκος 31 mm, μετά τα οποία γίνονται λοξοτμήσεις στις άκρες. Θα υπάρχει κλωστή 3 χιλιοστών και στις δύο άκρες. Αυτά θα συγκολληθούν αργότερα με σωλήνες 12 mm που προεξέχουν από κάθε πλευρά της πλάκας. Η τροφοδοσία καυσίμου θα γίνει από τη μία πλευρά και τα μπεκ θα βιδωθούν από την άλλη.
Για να φτιάξετε μια κουκούλα, θα χρειαστεί να κόψετε μια τρύπα για τα «καυτά αέρια». Στην περίπτωσή μου, οι διαστάσεις ακολουθούν τις διαστάσεις της εισόδου του στροβίλου. Η μικρή φλάντζα θα πρέπει να έχει τις ίδιες διαστάσεις με την ανοιχτή τουρμπίνα, συν τέσσερις οπές για μπουλόνια για να τη στερεώσετε σε αυτήν. Η ακραία φλάντζα του στροβίλου μπορεί να συγκολληθεί μεταξύ τους από ένα απλό ορθογώνιο κουτί που θα μπει ανάμεσά τους.
Η μεταβατική κάμψη πρέπει να είναι κατασκευασμένη από φύλλο χάλυβα. Συγκολλάμε τα μέρη μεταξύ τους. Είναι απαραίτητο οι συγκολλήσεις να πηγαίνουν κατά μήκος της εξωτερικής επιφάνειας. Αυτό είναι απαραίτητο ώστε η ροή του αέρα να μην έχει κανένα εμπόδιο και να μην δημιουργεί αναταράξεις στο εσωτερικό των συγκολλήσεων.
Βήμα 7: Συνδυάστε τα όλα μαζί
Ξεκινήστε στερεώνοντας τη φλάντζα και τα βύσματα ( πολλαπλή εξαγωγής) στον στρόβιλο. Στη συνέχεια ασφαλίστε το περίβλημα του θαλάμου καύσης και τέλος το κάλυμμα του κύριου σώματος του μπεκ. Αν τα έκανες όλα σωστά, τότε το δικό σου σκάφοςθα πρέπει να μοιάζει με τη δεύτερη εικόνα παρακάτω.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα τμήματα του στροβίλου και του συμπιεστή μπορούν να περιστραφούν το ένα σχετικά με το άλλο χαλαρώνοντας τους σφιγκτήρες στη μέση.
Με βάση τον προσανατολισμό των εξαρτημάτων, θα χρειαστεί να κατασκευαστεί ένας σωλήνας που θα συνδέει την έξοδο του συμπιεστή με το περίβλημα του θαλάμου καύσης. Αυτός ο σωλήνας θα πρέπει να έχει την ίδια διάμετρο με την έξοδο του συμπιεστή και τελικά να προσαρτάται σε αυτόν με σύνδεσμο εύκαμπτου σωλήνα. Το άλλο άκρο θα πρέπει να συνδεθεί στο ίδιο επίπεδο με τον θάλαμο καύσης και να συγκολληθεί στη θέση του μόλις κοπεί η τρύπα. Για τη φωτογραφική μηχανή μου, χρησιμοποιώ ένα κομμάτι λυγισμένου σωλήνα εξάτμισης 9 cm. Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια μέθοδο για την κατασκευή ενός σωλήνα που έχει σχεδιαστεί για να επιβραδύνει την ταχύτητα της ροής του αέρα πριν εισέλθει στον θάλαμο καύσης.
Απαιτείται σημαντικός βαθμός στεγανότητας για κανονική λειτουργία, ελέγξτε τις συγκολλήσεις.
Βήμα 8: Κατασκευή του Diffuser
Ο διαχύτης επιτρέπει στον αέρα να εισέλθει στο κέντρο του θαλάμου καύσης, ενώ συγκρατεί και συγκρατεί τη φλόγα στη θέση του έτσι ώστε να εξέρχεται προς τον στρόβιλο και όχι προς τον συμπιεστή.
Οι τρύπες έχουν ειδικά ονόματα και λειτουργίες (από αριστερά προς τα δεξιά). Οι μικρές τρύπες στην αριστερή πλευρά είναι πρωτεύουσες, οι μεσαίες τρύπες είναι δευτερεύουσες και οι μεγαλύτερες επάνω σωστη πλευραείναι τριτογενείς.
- Τα κύρια ανοίγματα παρέχουν αέρα, ο οποίος αναμιγνύεται με καύσιμο.
- Οι δευτερεύοντες αεραγωγοί παρέχουν αέρα που ολοκληρώνει τη διαδικασία καύσης.
- Τριτογενή ανοίγματα παρέχουν ψύξη των αερίων πριν φύγουν από τον θάλαμο, έτσι ώστε να μην υπερθερμαίνονται τα πτερύγια του στροβίλου.
Για να κάνετε τη διαδικασία υπολογισμού της τρύπας εύκολη, παρακάτω είναι τι θα κάνει τη δουλειά για εσάς.
Δεδομένου ότι ο θάλαμος καύσης μας έχει μήκος 25 cm, θα χρειαστεί να κόψουμε τον διαχύτη σε αυτό το μήκος. Θα πρότεινα να το κάνετε σχεδόν 5 χιλιοστά πιο κοντό για να ληφθεί υπόψη η διαστολή του μετάλλου καθώς θερμαίνεται. Ο διαχύτης θα εξακολουθεί να μπορεί να σφίγγει μέσα στους ακραίους δακτυλίους και να "επιπλέει" μέσα τους.
Βήμα 9:
Τώρα έχετε έτοιμο το διαχύτη σας, ανοίξτε το σώμα KS και τοποθετήστε το ανάμεσα στους δακτυλίους μέχρι να εφαρμόζει σφιχτά. Τοποθετήστε το κάλυμμα του μπεκ ψεκασμού και σφίξτε τα μπουλόνια.
Το σύστημα καυσίμου πρέπει να χρησιμοποιεί μια αντλία ικανή να παρέχει ροή υψηλή πίεση(τουλάχιστον 75 l/ώρα). Για την παροχή λαδιού, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια αντλία ικανή να παρέχει πίεση 300 χιλιάδων. Pa με παροχή 10 l/ώρα. Ευτυχώς, ο ίδιος τύπος αντλίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τους δύο σκοπούς. Η προσφορά μου στο Shurflo είναι #8000-643-236.
Παρουσιάζω ένα διάγραμμα για το σύστημα καυσίμου και το σύστημα παροχής λαδιού για τον στρόβιλο.
Για αξιόπιστη λειτουργίασυστήματα Συνιστώ τη χρήση του συστήματος ρυθμιζόμενη πίεσημε τοποθέτηση βαλβίδας παράκαμψης. Χάρη σε αυτό, η ροή που αντλεί η αντλία θα είναι πάντα γεμάτη και τυχόν αχρησιμοποίητο υγρό θα επιστρέφει στη δεξαμενή. Αυτό το σύστημα θα βοηθήσει στην αποφυγή πίεσης στην αντλία (αύξηση της διάρκειας ζωής των εξαρτημάτων και των συγκροτημάτων). Το σύστημα θα λειτουργεί εξίσου καλά για συστήματα καυσίμου και λαδιού. Για το σύστημα λαδιού, θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε ένα φίλτρο και ένα ψυγείο λαδιού (και τα δύο θα εγκατασταθούν στη σειρά μετά την αντλία αλλά πριν από τη βαλβίδα παράκαμψης).
Βεβαιωθείτε ότι όλοι οι σωλήνες που οδηγούν στον στρόβιλο είναι κατασκευασμένοι από "σκληρό υλικό". Η χρήση εύκαμπτων ελαστικών σωλήνων μπορεί να καταλήξει σε καταστροφή.
Το δοχείο καυσίμου μπορεί να είναι οποιουδήποτε μεγέθους και η δεξαμενή λαδιού πρέπει να χωράει τουλάχιστον 4 λίτρα.
Στο δικό του σύστημα λαδιούχρησιμοποιείται εντελώς συνθετικό Καστρολέλαιο. Έχει πολλά περισσότερα υψηλή θερμοκρασίαη ανάφλεξη και το χαμηλό ιξώδες θα βοηθήσουν τον στρόβιλο στην αρχή της περιστροφής. Για να μειωθεί η θερμοκρασία λαδιού, πρέπει να χρησιμοποιούνται ψύκτες.
Όσον αφορά το σύστημα ανάφλεξης, υπάρχουν αρκετές τέτοιες πληροφορίες στο Διαδίκτυο. Όπως λένε, δεν υπάρχει σύντροφος κατά γούστο.
Βήμα 10:
Για να ξεκινήσετε, αυξήστε την πίεση λαδιού σε τουλάχιστον 30 MPa. Φορέστε ακουστικά και φυσήξτε αέρα στον κινητήρα με έναν φυσητήρα. Ενεργοποιήστε τα κυκλώματα ανάφλεξης και εισάγετε αργά καύσιμο κλείνοντας τη βαλβίδα της βελόνας σύστημα καυσίμωνμέχρι να ακούσετε ένα «σκάσει» καθώς ο θάλαμος καύσης ανάβει. Συνεχίστε να αυξάνετε τη ροή του καυσίμου και θα αρχίσετε να ακούτε το βρυχηθμό του νέου σας κινητήρα τζετ.
Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας
Μπορείτε, φυσικά, να αγοράσετε όμορφα εργοστασιακά μοντέλα κινητήρων Stirling, όπως σε αυτό το κινεζικό ηλεκτρονικό κατάστημα. Ωστόσο, μερικές φορές θέλεις να δημιουργήσεις τον εαυτό σου και να φτιάξεις κάτι, ακόμα και από αυτοσχέδια μέσα. Στον ιστότοπό μας υπάρχουν ήδη αρκετές επιλογές για την κατασκευή αυτών των κινητήρων και σε αυτή τη δημοσίευση, δείτε το πλήρες απλή επιλογήφτιαγμένο στο σπίτι.
Για να το φτιάξετε, θα χρειαστείτε διαθέσιμα υλικά: ένα κουτί με κονσέρβες, ένα μικρό κομμάτι αφρώδους καουτσούκ, ένα CD, δύο μπουλόνια και συνδετήρες.
Το αφρώδες ελαστικό είναι ένα από τα πιο κοινά υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κινητήρων Stirling. Ο εκτοπιστής κινητήρα είναι κατασκευασμένος από αυτό. Κόβουμε έναν κύκλο από ένα κομμάτι του αφρώδους λάστιχου μας, κάνουμε τη διάμετρό του δύο χιλιοστά μικρότερη από την εσωτερική διάμετρο του κουτιού και το ύψος του λίγο περισσότερο από το μισό.
Ανοίγουμε μια τρύπα στο κέντρο του καλύμματος στην οποία στη συνέχεια θα εισάγουμε τη μπιέλα. Για να εξασφαλίσουμε την ομαλή κίνηση της μπιέλας, φτιάχνουμε μια σπείρα από ένα συνδετήρα και τη συγκολλάμε στο κάλυμμα.
Τρυπάμε στη μέση τον αφρώδες κύκλο από αφρώδες λάστιχο με μια βίδα και τον στερεώνουμε με ροδέλα πάνω και κάτω με ροδέλα και παξιμάδι. Μετά από αυτό, στερεώνουμε ένα κομμάτι συνδετήρα με συγκόλληση, αφού πρώτα το ισιώσετε.
Τώρα κολλάμε τον εκτοπιστή στην τρύπα που έχει γίνει εκ των προτέρων στο καπάκι και κολλάμε ερμητικά το καπάκι και το βάζο μεταξύ τους. Κάνουμε μια μικρή θηλιά στο τέλος του συνδετήρα, και ανοίγουμε άλλη μια τρύπα στο καπάκι, αλλά λίγο μεγαλύτερη από την πρώτη.
Φτιάχνουμε έναν κύλινδρο από κασσίτερο χρησιμοποιώντας συγκόλληση.
Συνδέουμε τον έτοιμο κύλινδρο στο κουτί χρησιμοποιώντας ένα κολλητήρι, έτσι ώστε να μην υπάρχουν κενά στο σημείο της συγκόλλησης.
Φτιάχνουμε έναν στροφαλοφόρο άξονα από ένα συνδετήρα. Η απόσταση των γονάτων πρέπει να είναι 90 μοίρες. Το γόνατο που θα είναι πάνω από τον κύλινδρο σε ύψος είναι 1-2 mm μεγαλύτερο από το άλλο.
Χρησιμοποιούμε συνδετήρες για να φτιάξουμε βάσεις για τον άξονα. Φτιάχνουμε μια μεμβράνη. Για να γίνει αυτό, βάζουμε μια πλαστική μεμβράνη στον κύλινδρο, την σπρώχνουμε λίγο προς τα μέσα και τη στερεώνουμε στον κύλινδρο με κλωστή.
Φτιάχνουμε τη μπιέλα που θα χρειαστεί να στερεωθεί στη μεμβράνη από ένα συνδετήρα και την εισάγουμε σε ένα κομμάτι λάστιχο. Το μήκος της μπιέλας πρέπει να είναι τέτοιο ώστε στο κάτω μέρος νεκρό σημείοο άξονας, η μεμβράνη τραβήχτηκε μέσα στον κύλινδρο και στον πάνω, αντίθετα, επεκτάθηκε. Με τον ίδιο τρόπο στήνουμε και τη δεύτερη μπιέλα.
Κολλάμε τη μπιέλα με λάστιχο στη μεμβράνη και την άλλη την στερεώνουμε στον εκτοπιστή.
Χρησιμοποιούμε συγκολλητικό σίδερο για να στερεώνουμε τα πόδια του συνδετήρα στο κουτί και να στερεώνουμε το σφόνδυλο στον στρόφαλο. Για παράδειγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα CD.
Μηχανή Stirling κατασκευασμένο στο σπίτι. Τώρα το μόνο που μένει είναι να φέρετε θερμότητα κάτω από το βάζο - ανάψτε ένα κερί. Και μετά από λίγα δευτερόλεπτα δώστε μια ώθηση στο σφόνδυλο.
Πώς να φτιάξετε μια απλή μηχανή Stirling (με φωτογραφίες και βίντεο)
www.newphysicist.com
Ας φτιάξουμε έναν κινητήρα Stirling.
Ο κινητήρας Stirling είναι ένας θερμικός κινητήρας που λειτουργεί με κυκλική συμπίεση και διαστολή αέρα ή άλλου αερίου (ρευστού εργασίας) σε διαφορετικές θερμοκρασίες, έτσι ώστε να υπάρχει καθαρή μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανική εργασία. Πιο συγκεκριμένα, ο κινητήρας Stirling είναι ένας αναγεννητικός θερμικός κινητήρας κλειστού κύκλου με ένα συνεχώς αέριο λειτουργικό ρευστό.
Οι κινητήρες Stirling έχουν περισσότερα υψηλής απόδοσηςσε σύγκριση με το ατμομηχανέςκαι μπορεί να φτάσει το 50% απόδοση. Είναι επίσης ικανά να λειτουργούν αθόρυβα και μπορούν να χρησιμοποιήσουν σχεδόν οποιαδήποτε πηγή θερμότητας. Η πηγή θερμικής ενέργειας παράγεται εξωτερικά στον κινητήρα Stirling και όχι μέσω εσωτερικής καύσης, όπως συμβαίνει με τους κινητήρες κύκλου Otto ή ντίζελ.
Οι κινητήρες Stirling είναι συμβατοί με εναλλακτικές και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, γιατίμπορεί να γίνουν ολοένα και πιο σημαντικά καθώς αυξάνεται η τιμή των παραδοσιακών καυσίμων και υπό το φως προβλημάτων όπως η εξάντληση των αποθεμάτων πετρελαίου και αλλαγή του κλίματος.
Σε αυτό το έργο θα σας δώσουμε απλές οδηγίεςγια να δημιουργήσετε ένα πολύ απλό κινητήρας DIY Ανακατεύοντας χρησιμοποιώντας δοκιμαστικό σωλήνα και σύριγγα .
Πώς να φτιάξετε έναν απλό κινητήρα Stirling – Βίντεο
Εξαρτήματα και βήματα για την κατασκευή ενός κινητήρα Stirling
1. Ένα κομμάτι σκληρού ξύλου ή κόντρα πλακέ
Αυτή είναι η βάση για τον κινητήρα σας. Επομένως, πρέπει να είναι αρκετά άκαμπτο για να αντεπεξέρχεται στις κινήσεις του κινητήρα. Στη συνέχεια κάντε τρεις μικρές τρύπες όπως φαίνεται στην εικόνα. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε κόντρα πλακέ, ξύλο κ.λπ. 
2. Μαρμάρινες ή γυάλινες μπάλες
Στη μηχανή Stirling αυτές οι μπάλες αποδίδουν σημαντική λειτουργία. Σε αυτό το έργο, το μάρμαρο λειτουργεί ως μετατοπιστής του θερμού αέρα από τη ζεστή πλευρά του δοκιμαστικού σωλήνα προς την ψυχρή πλευρά. Όταν το μάρμαρο μετατοπίζεται ζεστός αέρας, κρυώνει.
3. Μπαστούνια και βίδες
Οι καρφίτσες και οι βίδες χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση του δοκιμαστικού σωλήνα σε μια βολική θέση για ελεύθερη κίνηση προς οποιαδήποτε κατεύθυνση χωρίς καμία διακοπή.
4. Κομμάτια από καουτσούκ
Αγοράστε μια γόμα και κόψτε την στα παρακάτω σχήματα. Χρησιμοποιείται για τη σταθερή συγκράτηση του δοκιμαστικού σωλήνα και τη διατήρηση της σφράγισής του. Δεν πρέπει να υπάρχει διαρροή στο στόμιο του σωλήνα. Εάν συμβεί αυτό, το έργο δεν θα είναι επιτυχές.
5. Σύριγγα
Η σύριγγα είναι ένα από τα πιο σημαντικά και κινούμενα μέρη απλός κινητήραςΣτέρλινγκ. Προσθέστε λίγο λιπαντικό μέσα στη σύριγγα, ώστε το έμβολο να μπορεί να κινείται ελεύθερα μέσα στην κάννη. Καθώς ο αέρας διαστέλλεται μέσα στον δοκιμαστικό σωλήνα, σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω. Ως αποτέλεσμα, η κάννη της σύριγγας κινείται προς τα πάνω. Ταυτόχρονα, το μάρμαρο κυλά προς την καυτή πλευρά του δοκιμαστικού σωλήνα και μετατοπίζει τον ζεστό αέρα και τον αναγκάζει να κρυώσει (μείωση όγκου).
6. Δοκιμαστικός σωλήνας Ο δοκιμαστικός σωλήνας είναι το πιο σημαντικό και λειτουργικό εξάρτημα ενός απλού κινητήρα Stirling. Ο δοκιμαστικός σωλήνας είναι κατασκευασμένος από συγκεκριμένο τύπο γυαλιού (όπως βοριοπυριτικό γυαλί) που είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη θερμότητα. Έτσι μπορεί να θερμανθεί σε υψηλές θερμοκρασίες.
Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας Stirling;
Μερικοί λένε ότι οι κινητήρες Stirling είναι απλοί. Αν αυτό είναι αλήθεια, τότε ακριβώς όπως οι μεγάλες εξισώσεις της φυσικής (π.χ. E = mc2), είναι απλές: απλές στην επιφάνεια, αλλά πλουσιότερες, πιο περίπλοκες και δυνητικά πολύ συγκεχυμένες μέχρι να τις συνειδητοποιήσετε. Νομίζω ότι είναι πιο ασφαλές να σκεφτόμαστε τους κινητήρες Stirling ως πολύπλοκους: πολλοί είναι πολύ κακά βίντεοΤο YouTube δείχνει πόσο εύκολο είναι να τα «εξηγήσεις» με πολύ ελλιπή και μη ικανοποιητικό τρόπο.
Κατά τη γνώμη μου, δεν μπορείς να καταλάβεις έναν κινητήρα Stirling απλά κατασκευάζοντας τον ή παρατηρώντας πώς λειτουργεί από έξω: πρέπει να σκεφτείς σοβαρά τον κύκλο των βημάτων που περνάει, τι συμβαίνει με το αέριο μέσα και πώς διαφέρει από αυτό που συμβαίνει σε μια συμβατική ατμομηχανή.
Το μόνο που απαιτείται για τη λειτουργία του κινητήρα είναι μια διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ζεστού και του κρύου τμήματος του θαλάμου αερίου. Έχουν κατασκευαστεί μοντέλα που μπορούν να λειτουργήσουν μόνο με διαφορά θερμοκρασίας 4 °C, αν και οι εργοστασιακές μηχανές πιθανότατα θα λειτουργούν με διαφορά πολλών εκατοντάδων μοιρών. Αυτοί οι κινητήρες μπορεί να γίνουν η πιο αποτελεσματική μορφή κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Μηχανές Stirling και συγκεντρωμένη ηλιακή ενέργεια
Οι μηχανές Stirling παρέχουν μια τακτοποιημένη μέθοδο μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε κίνηση που μπορεί να κινήσει μια γεννήτρια. Ο πιο συνηθισμένος σχεδιασμός είναι να υπάρχει ο κινητήρας στο κέντρο ενός παραβολικού καθρέφτη. Ένας καθρέφτης θα τοποθετηθεί στη συσκευή παρακολούθησης έτσι ώστε οι ακτίνες του ήλιου να εστιάζονται στον κινητήρα.
* Μηχανή Stirling ως δέκτης
Μπορεί να έχετε παίξει με κυρτούς φακούς κατά τη διάρκεια των σχολικών σας ημερών. Συγκεντρώνοντας την ηλιακή ενέργεια για να κάψετε ένα κομμάτι χαρτί ή ένα σπίρτο, έχω δίκιο; Οι νέες τεχνολογίες αναπτύσσονται μέρα με τη μέρα. Η συμπυκνωμένη ηλιακή θερμική ενέργεια κερδίζει όλο και μεγαλύτερη προσοχή αυτές τις μέρες.
Παραπάνω είναι ένα σύντομο βίντεο ενός απλού κινητήρα δοκιμαστικού σωλήνα που χρησιμοποιεί γυάλινες χάντρες ως εκτοπιστή και μια γυάλινη σύριγγα ως έμβολο δύναμης.
Αυτή η απλή μηχανή Stirling κατασκευάστηκε από υλικά που είναι διαθέσιμα στα περισσότερα σχολικά εργαστήρια επιστήμης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίδειξη μιας απλής θερμικής μηχανής.
Διάγραμμα πίεσης-όγκου ανά κύκλο
Διαδικασία 1 → 2 Διαστολή του αερίου εργασίας στο θερμό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα, η θερμότητα μεταφέρεται στο αέριο και το αέριο διαστέλλεται, αυξάνοντας τον όγκο και πιέζοντας το έμβολο της σύριγγας προς τα πάνω.
Διαδικασία 2 → 3 Καθώς το μάρμαρο κινείται προς το θερμό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα, το αέριο ωθείται από το θερμό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα στο ψυχρό άκρο και καθώς το αέριο κινείται, μεταφέρει θερμότητα στο τοίχωμα του δοκιμαστικού σωλήνα.
Διαδικασία 3 → 4 Η θερμότητα αφαιρείται από το αέριο εργασίας και ο όγκος μειώνεται, το έμβολο της σύριγγας κινείται προς τα κάτω.
Διαδικασία 4 → 1 Ολοκληρώνει τον κύκλο. Το αέριο εργασίας μετακινείται από το ψυχρό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα στο ζεστό άκρο καθώς τα μάρμαρα το μετατοπίζουν, λαμβάνοντας θερμότητα από το τοίχωμα του δοκιμαστικού σωλήνα καθώς κινείται, αυξάνοντας έτσι την πίεση του αερίου.
