برای شروع ، نام خانوادگی استرلینگ در انگلستان و اسکاتلند کاملاً رایج است. یعنی اگر قلعه استرلینگ وجود دارد ، پس چرا "آقای استرلینگ" نیست؟ و دقیقاً چنین شخصی - روبرت استرلینگ ، کشیش اسکاتلندی ، در 27 سپتامبر 1816 ، حق ثبت اختراع بریتانیا را برای موتوری دریافت کرد که هیچ ربطی به موتور بخار نداشت! علاوه بر این ، موتور به نام او منحصر به فرد شد ، زیرا می تواند از هر منبع گرما کار کند!
رابرت استرلینگ.
در سال 1843 ، پسرش جیمز استرلینگ از موتور پدرش در کارخانه ای استفاده کرد که در آن به عنوان مهندس کار می کرد. خوب ، در حال حاضر در سال 1938 ، stiirlings با ظرفیت حداکثر 200 اسب بخار ایجاد شد. و بازدهی 30 درصد
اصل عملکرد این موتور این است که به طور متناوب گرمایش و سرمایش سیال کار را در یک سیلندر کاملاً بسته انجام دهید. معمولاً محیط کار هوا است ، اما می توان از هیدروژن و هلیوم و همچنین فرون ، دی اکسید نیتروژن ، پروپان بوتان مایع و حتی آب استفاده کرد. علاوه بر این ، در طول چرخه ترمودینامیکی مایع باقی می ماند. یعنی طراحی موتور بسیار ساده است و از ویژگی شناخته شده گازها استفاده می کند: حجم آنها از گرم شدن افزایش می یابد و از خنک شدن ، کاهش می یابد.
یکی از تعداد زیادی استرلینگ خانگی.
موتور استرلینگ از … "چرخه استرلینگ" استفاده می کند ، که از نظر کارایی ترمودینامیکی آن نه تنها بدتر از چرخه کارنو نیست ، بلکه حتی مزایایی نیز دارد. در هر صورت ، این "چرخه استرلینگ" است که به شما امکان می دهد فقط در چند ساعت یک موتور کار ساخته شده از قوطی معمولی قلع تهیه کنید.
دستگاه استرلینگ بتا
خود "چرخه استرلینگ" شامل چهار مرحله اصلی و دو مرحله انتقالی است: گرمایش ، انبساط ، انتقال به منبع سرد ، سرمایش ، فشرده سازی و انتقال به منبع گرمایی. خوب ، ما در فرآیند افزایش حجم گاز گرم کار مفیدی انجام می دهیم.
فاز 1.
فاز 2
فاز 3
فاز 4
چرخه کار موتور استرلینگ نوع بتا: a - پیستون جابجایی ؛ ب - پیستون کار ؛ ج - چرخ فلک ؛ د - آتش (منطقه گرمایش) ؛ e - باله های خنک کننده (منطقه خنک کننده).
این چنین عمل می کند: دو سیلندر و دو پیستون وجود دارد. منبع خارجی گرما - و آنها حتی می توانند چوب بسوزانند ، حتی یک مشعل گاز ، حتی نور خورشید - دمای گاز را در قسمت پایینی استوانه تبادل حرارت افزایش می دهد. فشار ایجاد می شود و پیستون کار را به سمت بالا هل می دهد و پیستون جابجایی محکم در برابر دیواره های سیلندر قرار نمی گیرد. علاوه بر این ، چرخ فلک ، پیمایش ، آن را به پایین هل می دهد.
طرح استرلینگ از قوطی قلع.
در این حالت ، هوای گرم از پایین سیلندر وارد محفظه خنک کننده می شود. در اتاق کار ، اما سرد می شود و منقبض می شود و سپس پیستون کار به سرعت پایین می آید. پیستون جابجایی به سمت بالا حرکت می کند و بدین ترتیب هوای سرد شده به سمت پایین حرکت می کند. بنابراین چرخه تکرار می شود. در استرلینگ ، حرکت پیستون کار نسبت به پیستون جابجایی 90 درجه تغییر می کند.
عکس هم زدن از قوطی قلع.
با گذشت زمان ، بسیاری از طرح های مختلف "ظاهر" ظاهر شد ، که از حروف الفبای یونانی نامگذاری شده است: آلفا ، بتا ، گاما ، که در چرخه وظایف تفاوت دارند. تفاوت های اساسی بین آنها کوچک است و به ترتیب سیلندرها و اندازه پیستون ها بستگی دارد.
موتور استرلینگ با دینام خطی.
آلفا استرلینگ دارای دو پیستون قدرت جداگانه در سیلندرهای مختلف است: گرم و سرد.سیلندر با پیستون داغ در مبدل حرارتی که دمای بالاتری دارد و سیلندر با پیستون سرد به ترتیب در سردتر قرار دارد. بازسازی کننده (یعنی مبدل حرارتی) بین قسمت گرم و قسمت سرد قرار دارد.
بتا استرلینگ فقط یک استوانه دارد که در یک سر آن گرم و در سر دیگر آن سرد است. پیستون در داخل سیلندر (که برق از آن خارج می شود) و جابجایی حرکت می کند که حجم ناحیه گرم آن را تغییر می دهد. گاز از انتهای سرد سیلندر از طریق بازسازی کننده به انتهای گرم سیلندر پمپ می شود.
گاما استرلینگ همچنین دارای یک پیستون و یک جابجایی و دو سیلندر است - سرد (جایی که پیستون از جایی که قدرت خارج می شود حرکت می کند) و گرم (جایی که جابجایی به ترتیب حرکت می کند). بازسازی کننده خارجی است ، در این حالت قسمت گرم سیلندر دوم را با سرد و همزمان با سیلندر اول (سرد) متصل می کند. بازسازی کننده داخلی در این مورد بخشی از جابجایی است.
انواع مختلفی از موتور استرلینگ وجود دارد که تحت این سه نوع کلاسیک قرار نمی گیرد: به عنوان مثال ، موتور استرلینگ دوار ، که در آن مشکلات نشتی حل می شود و هیچ مکانیزم میل لنگ وجود ندارد ، زیرا دوار است.
همزن خوب است و چرا مضر است؟ اول از همه ، آنها همه چیز خوار هستند و می توانند از هرگونه اختلاف دما ، از جمله تفاوت بین لایه های مختلف آب در اقیانوس استفاده کنند. احتراق در آنها دارای ماهیت ثابت است ، که باعث احتراق کارآمد سوخت می شود ، به این معنی که سازگاری با محیط زیست بیشتر است. علاوه بر این ، اگزوز ندارد. سطح سر و صدای کمتر - بدون "انفجار" در سیلندر. برای مثال ارتعاش کمتر با همزن بتا. مایع کار با یک ظاهر طراحی مصرف نمی شود. طراحی موتور بسیار ساده است ، نیازی به مکانیزم های توزیع گاز ندارد. استارت لازم نیست ، همانطور که نیازی به گیربکس نیست.
سادگی و عدم وجود تعدادی از گره های "ظریف" عملکرد بی نظیری را برای "موتورهای متحرک" در ده ها و صدها هزار ساعت کار مداوم در اختیار "همزن" قرار می دهد.
زیردریایی سوئدی "Gotland".
استرلینگ بسیار اقتصادی است. بنابراین ، تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته با استفاده از همزن بازده بالاتری (تا 31 ، 25)) نسبت به موتورهای حرارتی که روی بخار کار می کنند ، می دهد. برای این منظور ، "حالت دهی" در کانون آینه سهمی قرار گرفته است ، که خورشید را "دنبال می کند" به طوری که سیلندر آن دائما گرم می شود. در چنین نصب در کالیفرنیا بود که نتیجه فوق در سال 2008 به دست آمد ، و در حال حاضر یک ایستگاه بزرگ خورشیدی روی همزن ها ساخته شده است. می توانید آنها را به پوسته کوره های بلند بچسبانید و سپس ذوب مداوم آهن خوک به ما مقدار زیادی … انرژی ارزان قیمت می دهد ، زیرا اکنون این گرما هدر می رود!
به طور کلی ، تنها یک اشکال برای یک ظاهر طراحی شده وجود دارد. ممکن است بیش از حد گرم شود و سپس بلافاصله خراب می شود. علاوه بر این ، برای دستیابی به راندمان بالا ، گاز باید در سیلندر تحت فشار بسیار بالایی قرار گیرد. هیدروژن یا هلیوم. و این دقت استثنایی در تناسب همه واحدهای کاری آن و گریس مخصوص درجه حرارت بالا است. خوب ، ابعاد … محفظه احتراق مورد نیاز نیست. استرلینگ بدون او نمی تواند زندگی کند! و این یک حجم اضافی و یک سیستم عایق و خنک کننده است!
Soryu یک زیردریایی ژاپنی است که از موتورهای استرلینگ استفاده می کند.
با این حال ، تغییر اولویت ها احتمالاً راه را برای موتورهای استرلینگ هموار می کند. اگر دوستدار محیط زیست را در سرلوحه کار خود قرار دهیم ، می توان یکبار برای همیشه از موتور احتراق داخلی خداحافظی کرد. علاوه بر این ، امیدهای زیادی برای ایجاد نیروگاه های خورشیدی امیدوار کننده به آنها بسته شده است. آنها در حال حاضر به عنوان مولد خودگردان برای گردشگران استفاده می شوند. و برخی از شرکتها تولید استرلینگ را تأسیس کرده اند که از مشعل اجاق گاز معمولی کار می کند. ناسا همچنین در حال بررسی گزینه هایی برای ژنراتورهای برق مستقر در استرلینگ است که از منابع حرارتی هسته ای و رادیوایزوتوپ استفاده می کنند. به طور خاص ، برنامه ریزی شده است که از چنین طراحی ، همراه با ژنراتور الکتریکی ، در سفر فضایی به تیتان که توسط ناسا برنامه ریزی شده است ، استفاده شود.
"من زباله می زنم" - طرح.
جالب است که اگر موتور استرلینگ را در حالت معکوس روشن کنید ، یعنی چرخ فلک را از یک موتور دیگر بچرخانید ، سپس به عنوان یک ماشین تبرید (چرخه استرلینگ معکوس) کار می کند ، و این ماشین ها هستند که بسیار م effectiveثر بودند. برای تولید گازهای مایع
خوب ، در حال حاضر ، از آنجا که ما یک سایت نظامی داریم ، توجه داریم که استرلینگ در زیردریایی های سوئدی در دهه 60 قرن گذشته آزمایش شد. و سپس در سال 1988 استرلینگ موتور اصلی زیردریایی کلاس Nakken شد. با آنها ، او بیش از 10 هزار ساعت زیر آب قایقرانی می کرد. به دنبال "Nakken" زیردریایی های سری از نوع "Gotland" ، که به اولین زیردریایی های مجهز به موتورهای استرلینگ تبدیل شد ، که به آنها اجازه می دهد تا 20 روز زیر آب بمانند. امروزه همه زیردریایی های نیروی دریایی سوئد دارای موتورهای متحرک هستند و کشتی سازان سوئدی با برش یک محفظه اضافی با یک سیستم پیشرانه جدید ، فن آوری اصلی نصب چنین موتورهایی را روی زیردریایی های معمولی طراحی کرده اند. آنها با اکسیژن مایع کار می کنند ، که سپس در قایق برای تنفس استفاده می شود ، و ذکر شده است که سطح سر و صدای بسیار پایینی دارند. خوب ، کاستی های فوق (اندازه و مشکل خنک کننده) در یک کشتی جنگی زیردریایی قابل توجه نیست. به نظر ژاپنی ها نمونه سوئدی ها شایسته توجه بود و اکنون استرلینگ ها نیز در زیر دریایی های ژاپنی کلاس "سوریو" قرار دارند. این موتورها هستند که امروزه به عنوان امیدوار کننده ترین موتورهای تک حالته برای زیردریایی های نسل 5 در نظر گرفته می شوند.
و این ظاهر طراحی یک دانشجوی دانشگاه ایالتی پنزا نیکولای شولف است.
خوب ، اکنون کمی درباره اینکه چه نوع "جوانان بدی" داریم. در 1 سپتامبر ، من به دانش آموزان می آیم - مهندسین موتورهای آینده ، از آنها س questionsالات سنتی می پرسم ، آنچه می خوانند (عملاً هیچ چیز!) ، آنچه آنها دوست دارند (با این اوضاع خیلی بهتر نیست ، اما بیشتر پاها مشغول هستند ، نه سر!) ، چه مجلات فنی شناخته می شوند - "تکنسین جوان" ، "طراح مدل" ، "علم و فناوری" ، "مکانیک محبوب" … (هیچ!) ، و سپس یکی از دانش آموزان به من می گوید که او عاشق موتورها یکی از 20 ، اما این قبلاً چیزی است! و سپس به من می گوید که موتور استرلینگ را خودش ساخته است. من می دانم چگونه می توان چنین موتوری را از قوطی قلع معمولی ساخت ، اما بعد معلوم شد که او کاری بسیار مثرتر انجام داده است. می گویم: "بیاور!" - و او آورد "نحوه انجام این کار را توضیح دهید!" - و او توصیف کرد ، و من "مقاله" او را آنقدر دوست داشتم که من آن را بدون هیچ گونه تغییر یا اختصاری در اینجا ارائه می دهم.
شروع کار "هرج و مرج خلاق" است.
من همیشه از فناوری ، اما به ویژه موتورها خوشم می آمد. من با علاقه زیادی به تعمیر و نگهداری ، تعمیر و سفارشی سازی مشغول هستم. با آشنایی با موتور استرلینگ ، مانند هیچ موتور دیگری مجذوب آن شدم. دنیای یک ظاهر طراحی بسیار متنوع و بزرگ است که توصیف همه گزینه های ممکن برای اجرای آن به سادگی غیرممکن است. هیچ موتور دیگری چنین تنوعی را از نظر طراحی و مهمتر از همه ، توانایی ساختن آن توسط خود شما نخواهد داد.
من ایده هایی برای ساختن مدل موتور از قوطی قلع و سایر وسایل بداهه داشتم ، اما این در قوانین من نبود که "به هر حال و از آنچه به دست آورد" انجام دهم. بنابراین ، من تصمیم گرفتم که این کار را جدی بگیرم و با آماده سازی نظری شروع کنم. من ادبیات را در اینترنت مطالعه کردم ، اما جستجو نتیجه دلخواه را به ارمغان نیاورد: مقاله ها و فیلم ها را مرور کنید ، عدم نقاشی برای مدلهای این موتور. مدلهای نهایی با قیمت بسیار بالایی فروخته شد. علاوه بر این ، تمایل زیادی برای ساختن همه چیز توسط خود ، درک اصل عملکرد ، اشکال زدایی و انجام آزمایشات ، دریافت کار مفید از این موتور و حتی تلاش برای استفاده از آن در اقتصاد.
"تغییر تجارت!" (او یک دانش آموز باهوش بود که از تمام مراحل کار به عنوان یک یادگار فیلمبرداری کرد. در حال حاضر ، شهروند ، شواهد عکاسی مستند … و در اینجا آنها هستند!)
من در انجمن ها از اطراف پرسیدم و آنها ادبیات را با من به اشتراک گذاشتند. این کتاب "موتورهای استرلینگ" (نویسندگان: G. Ryder و C. Hooper) بود.این کل تاریخچه این نوع ساختمان موتورها را نشان می دهد ، چرا توسعه سریع متوقف شده است و کجا هنوز از این موتورها استفاده می شود. از روی کتاب ، من با جزئیات بیشتری تمام فرآیندهای رخ داده در موتور را آموختم ، پاسخ به سوالات مورد علاقه را پیدا کردم. خواندنش جالب بود ، اما می خواستم تمرین کنم. البته ، هیچ نقشه ای از مدل های گاراژ و همچنین در اینترنت وجود نداشت ، خوب ، البته ، به جز مدل از قوطی و لاستیک فوم.
برای خوشبختی من ، شخصی که مدلهای استایل را می فروخت ، دوره ای را برای ساخت چنین مدلهایی ارسال کرد ، آن زمان آن را با 20 دلار گذاشت ، من برای او نامه نوشتم و هزینه دوره را پرداخت کردم. پس از تماشای همه فیلم ها ، که در هر کدام نوع خاصی از استایل را توضیح داد ، تصمیم گرفتم دقیقاً حالت دهی با درجه حرارت بالا از نوع گاما را انجام دهم. از آنجا که او من را با طراحی ، ویژگی ها و ظاهر خود علاقه مند کرد. از دوره ویدئویی ، من نسبت تقریبی قطر سیلندر ، قطر پیستون ، میزان شفافیت ، ناهمواری ، مواد مورد استفاده در ساخت ، برخی از تفاوت های ظاهری ساختمان را آموختم. اما هیچ جا اندازه موتورهای نویسنده در دسترس نبود ، فقط تقریباً نسبت اندازه گره ها.
من خودم در روستایی زندگی می کنم ، ممکن است در حومه شهر بگویم ، مادرم حسابدار است و پدرم نجار است ، بنابراین به نوعی نامناسب بود که برای مشاوره در مورد ساخت موتور به آنها مراجعه کنم. و من برای کمک به همسایه خود ، گنادی والنتینوویچ ، مراجعه کردم ، او در کارخانه KZTM در حال فروپاشی در کوزنتسک کار می کرد.
به طور کلی ، روز بعد گنادی والنتینوویچ یک جعبه آلومینیومی برای من به طول 1 متر و قطر حدود 50 میلی متر آورد. من بسیار خوشحال بودم ، جاهای خالی مورد نیاز را بریدم و روز بعد به مدرسه رفتم تا بخاری و یخچال موتور احتراق داخلی خود را تیز کنم. من بر روی دستگاه تراش (که پدربزرگ لنین روی آن کار می کرد) تیز کردم.
البته ، هیچ دقتی در آنجا وجود نداشت ، قسمت بیرونی بخاری کاملاً خوب بود ، اما قسمت استوانه ای زیر پیستون روی یک مخروط قرار داشت. ترودوویک به من توضیح داد که برش خسته کننده خم می شود ، زیرا دستگاه چنین چیزهایی نسبتاً کوچک و ضعیف است. این س arال پیش آمد که بعد از آن چه باید کرد … خوش شانس بود که مادرم در آن زمان به عنوان حسابدار در یک شرکت خصوصی کار می کرد ، که کارخانه سابق تعمیر خودرو بود. والری الکساندروویچ (مدیر این کارخانه) یک شخص فوق العاده بود و به من بسیار کمک کرد ، من قبلاً یک ماشین حرفه ای شوروی و یک چرخنده داشتم که به من کمک می کرد. همه چیز سرگرم کننده تر شد و به معنای واقعی کلمه یک هفته بعد ، تقریباً همه چیز آماده بود ، مونتاژ موتور شروع شد. لحظات جالبی در ساخت و ساز وجود داشت ، به عنوان مثال: شفت ، که روی آن چرخ فلای فشرده شد ، به کارگاه مکانیک دقیق در کارخانه دیگر داده شد (به منظور به دست آوردن دقت لازم برای یاتاقان ها). یخچال و فریزر بر روی تراش تیز می شود و مکانهای اتصال دهنده ها با دستگاه فرز ساخته می شود ، چرخ فلای بر روی آسیاب آسیاب می شود. برای من بسیار جالب و هیجان انگیز بود. کارگران کارخانه تصور می کردند که من دانشجو هستم و نوعی کار علمی می نویسم. تا دیروقت در کارخانه نشستم و آنها با ماشین رسمی والری الکساندرویچ من را به خانه آوردند. موتور در حلقه بزرگی از کارگران کارخانه راه اندازی شد ، همه علاقه زیادی داشتند. پرتاب با موفقیت انجام شد ، اما موتور ضعیف کار می کرد.
نتیجه تاج را معامله می کند! گوشه غرفه هنگام آزمایش سوخته است.
کاستی ها آشکار شد ، لولا پلاستیکی با فلوئوروپلاستیک جایگزین شد ، فلایویل سبک و متعادل شد ، پیستون برای انتقال حرارت کمتر یک اتصال فلوروپلاستی دریافت کرد و یخچال دارای یک منطقه خنک کننده بزرگتر شد. پس از تنظیم دقیق ، موتور عملکرد فنی خود را به میزان قابل توجهی بهبود بخشیده است.
من خودم خوشحال شدم وقتی دوستان به خانه من می آیند ، اولین کاری که می کنند این است که به سراغ او می آیند ، از او بخواهید شروع کند.گنادی والنتینوویچ برای نشان دادن ظاهر طراحی به کار خود رانندگی کرد ، همه علاقه زیادی داشتند ، آنها حتی نیازی به تماس با کسی نداشتند ، همه نزدیک شدند ، نگاه کردند و علاقه نشان دادند."
نام مرد جوان نیکولای شولف است و او سرپرست گروه است. او را نزد رئیس دانشگاه بردم و ما سه نفر صحبت بسیار خوبی داشتیم. و سپس این آمار را به خاطر آوردم که تنها 2 درصد از جمعیت جهان برای پیشرفت بشر در مسیر پیشرفت علمی و فناوری کافی است. من تعداد کل دانش آموزان را شمردم و متوجه شدم که … نیازی به نگرانی زیاد نیست. با افرادی مانند نیکولای ، پیشرفت همچنان برای ما تضمین می شود!
