Stirlingov motor je onaj koji se može pokretati toplinskom energijom. U ovom slučaju, izvor topline apsolutno nije važan. Glavna stvar je da postoji temperaturna razlika, u kom slučaju će ovaj motor raditi. Autor je smislio kako napraviti model takvog motora od limenke Coca-Cole.

Materijali i alati
- jedan balon;
- 3 limenke kole;
- električni terminali, pet komada (za 5A);
- bradavice za pričvršćivanje žbica za bicikl (2 komada);
- metalna vuna;
- komad čelične žice dužine 30 cm i poprečnog presjeka 1 mm;
- komad debele žice od čelika ili bakra prečnika od 1,6 do 2 mm;
- igla od drveta prečnika 20 mm (dužina 1 cm);
- čep za flašu (plastični);
- električne instalacije (30 cm);
- Super ljepilo;
- vulkanizirana guma (oko 2 kvadratna centimetra);
- konopac (dužine oko 30 cm);
- par utega za balansiranje (na primjer, nikal);
- CD-ovi (3 komada);
- igle;
- još jedna limenka za proizvodnju ložišta;
- silikon i limena otporna na toplotu za stvaranje vodenog hlađenja.

Prvi korak. Priprema limenki
Prije svega, trebate uzeti dvije limenke i odrezati im vrhove. Ako se vrhovi režu škarama, nazubljene ivice morat ćete ukloniti turpijom.
Zatim morate izrezati dno limenke. Ovo se može uraditi nožem.

Drugi korak. Kreiranje otvora blende
Kao dijafragmu autor je koristio balon koji je bio ojačan vulkaniziranom gumom. Kuglica se mora iseći i povući preko tegle, kao što je prikazano na slici. Zatim se komad vulkanizirane gume zalijepi na sredinu dijafragme. Nakon što se ljepilo stvrdne, u sredini dijafragme se probija rupa za ugradnju žice. Najlakši način da to učinite je štipaljkom, koju možete ostaviti u rupi do montaže.

Treći korak. Rezanje i pravljenje rupa na poklopcu
U zidovima poklopca moraju se izbušiti dvije rupe od 2 mm, potrebne su za postavljanje osovine okretanja poluga. Na dnu poklopca je potrebno izbušiti još jednu rupu, kroz nju će proći žica koja će se spojiti na izmjenjivač.

U završnoj fazi, poklopac se mora rezati kao što je prikazano na slici. Ovo je kako bi se spriječilo da žica izmjenjivača zapne za rubove poklopca. Za takav rad prikladne su kućne makaze.

Četvrti korak. Mi bušimo
U tegli morate izbušiti dve rupe za ležajeve. U ovom slučaju to je urađeno bušilicom od 3,5 mm.

Korak peti. Kreiranje prozora za gledanje
U kućištu motora mora biti izrezan prozor za pregled. Sada će biti moguće promatrati kako svi čvorovi uređaja funkcionišu.

Šesti korak. Modifikacija terminala
Morate uzeti terminale i ukloniti plastičnu izolaciju s njih. Zatim se uzima bušilica i na rubovima terminala izrađuju se rupe. Ukupno treba izbušiti 3 terminala, dok dva ne treba bušiti.

Korak sedam. Kreiranje poluge
Kao materijal za izradu poluga koristi se bakrena žica promjera 1,88 mm. Kako tačno savijati igle za pletenje prikazano je na slikama. Možete koristiti i čeličnu žicu, samo je ugodnije raditi s bakrom.

Korak osam. Dizajn ležajeva
Za izradu ležajeva trebat će vam dvije nazuvice za bicikl. Mora se provjeriti promjer rupa. Autor ih je izbušio bušilicom od 2 mm.

Korak devet. Ugradnja poluga i ležajeva
Poluge se mogu instalirati direktno kroz prozor za gledanje. Jedan kraj žice treba da bude dugačak sa zamajcem na njemu. Ležajevi moraju dobro pristajati na svoje mjesto. Ako postoji zazor, mogu se zalijepiti.

Korak deset. Kreirajte displacer
Pomjernik je izrađen od čelične vune za poliranje. Za izradu izmjenjivača uzima se čelična žica, na njoj se pravi kuka, a zatim se količina pamučne vune namota oko žice. Pomjernik mora biti dimenzioniran tako da se može slobodno kretati u nagibu. Ukupna visina izmjenjivača ne smije biti veća od 5 cm.

Kao rezultat toga, s jedne strane vune potrebno je formirati spiralu od žice tako da ne izlazi iz vune, a s druge strane od žice se pravi petlja. Zatim se za ovu petlju veže uže za pecanje, koja se zatim provlači kroz središte dijafragme. Vulkanizirana guma bi trebala biti u sredini posude.

Korak 11. Napravite posudu pod pritiskom
Morate odrezati dno tegle tako da od njenog dna ostane oko 2,5 cm. Displasir zajedno sa membranom se mora postaviti u rezervoar. Nakon toga se cijeli ovaj mehanizam ugrađuje na kraj limenke. Dijafragmu je potrebno malo zategnuti kako ne bi klonula.

Zatim morate uzeti terminal koji nije izbušen i kroz njega protegnuti konopac. Čvor mora biti zalijepljen tako da se ne pomjera. Žica mora biti dobro podmazana uljem i pri tome paziti da izmicač lako vuče nit sa sobom.
Korak 12. Napravite potisne šipke
Potisni šipke povezuju membranu i poluge. To se radi s komadom bakrene žice od 15 cm.

Korak 13. Kreiranje i ugradnja zamašnjaka
3 stara CD-a se koriste za izradu zamašnjaka. Kao središnji dio koristi se drvena šipka. Nakon ugradnje zamašnjaka, šipka radilice je savijena, tako da zamašnjak više neće otpasti.

U završnoj fazi se sastavlja cijeli mehanizam.

Stirlingov motor. Za gotovo svakog DIYer-a, ova divna stvar može postati prava droga. Dovoljno je to učiniti jednom i vidjeti to na djelu, jer želite da ih radite iznova i iznova. Relativna jednostavnost ovih motora omogućava da se doslovno prave od smeća. Neću se zadržavati na općim principima i strukturi. O tome ima dosta informacija na internetu. Na primjer: Wikipedia. Počnimo odmah s konstrukcijom najjednostavnijeg niskotemperaturnog gama-Stirlinga.

Za izradu motora vlastitim rukama potrebna su nam dva poklopca za staklene tegle. Oni će djelovati kao hladni i topli dio. Od ovih korica makazama je izrezan obod

U jednom poklopcu je napravljena rupa u sredini. Veličina rupe trebala bi biti nešto manja od promjera budućeg cilindra.

Tijelo Stirling motora je izrezano od plastične boce za mlijeko. Ove boce su samo podijeljene na prstenove. Trebaće nam jedan. Treba napomenuti da se boce mogu neznatno razlikovati za različite vrste mlijeka.

Tijelo je zalijepljeno na poklopac plastičnim epoksidom ili zaptivačem.

Telo markera savršeno je kao cilindar. U ovom modelu kapica je manjeg promjera od samog markera i može postati klip.

Mali dio je odrezan od markera. Kod kapice je dio odrezan od vrha.

To je displacer. Tokom rada Stirling motora, on pomiče vazduh unutar kućišta sa toplog dela na hladni deo i obrnuto. Napravljen od sunđera za pranje sudova. U sredini je zalijepljen magnet.

Budući da je gornji poklopac izrađen od lima, može se magnetski privlačiti. Displazer se može zaglaviti. Da se to ne bi dogodilo, magnet mora biti dodatno pričvršćen kartonskim krugom.

Poklopac je punjen epoksidom. Na oba kraja su izbušene rupe za pričvršćivanje magneta i držača klipnjače. Rupe se direktno urezuju vijcima. Ovi vijci su potrebni za fino podešavanje motora. Magnet u klipu je zalijepljen na vijak i podešen tako da privlači istisnik sa dna cilindra. Također ćete morati zalijepiti gumeni čep na ovaj magnet. Odsječak biciklističke cijevi ili gumica za brisanje će poslužiti. Zaustavljanje je potrebno kako se magneti klipa i potisnika ne bi previše privukli. U suprotnom, pritisak možda neće biti dovoljan da prekine magnetnu vezu.

Gumena brtva je zalijepljena na vrh klipa. Potreban je za nepropusnost i za zaštitu kućišta od pucanja.

Kućište klipa je napravljeno od gumene rukavice. Morate da odsečete mali prst.

Nakon što je kućište zalijepljeno, na vrh se zalijepi još jedna gumena brtva. Šilom se probuši rupa kroz gumene zaptivke i kućište. U ovu rupu je pričvršćen držač klipnjače. Ovaj držač je napravljen od vijka i zalemljene podloške.

Epoksidni paket je bio savršen kao držač radilice. Potpuno ista tegla može se uzeti ispod šumećih vitamina ili aspirina.

Dno ove tegle je odrezano i napravljene su rupe. Na vrhu - za držanje radilice. Na dnu - za pristup nosaču klipnjače.

Radilica i klipnjača su izrađeni od žice. Bijeli komadi su limiter. Napravljeno od tube za čupa čups. Iz ove cijevi se izrezuju mali komadi, a dobiveni dijelovi seku po dužini. To ih čini lakšim za stavljanje. Visina koljena je određena polovinom udaljenosti koju cilindar mora preći od najniže tačke do najviše tačke na kojoj magnetna veza prestaje da funkcioniše.

Dakle, imamo sve spremno za prve testove. Prvo morate provjeriti nepropusnost. Morate dunuti u cilindar. Sve fuge možete oprati tečnošću za pranje sudova. Najmanje curenje zraka i motor neće raditi. Ako je sve u redu sa zategnutošću, možete umetnuti klip i pričvrstiti kućište gumenom trakom.

U donjem položaju cilindra, potisnik treba povući do vrha. Zatim se cijela konstrukcija stavlja na šolju tople vode. Nakon nekog vremena, zrak unutar motora će se početi zagrijavati i potiskivati ​​klip van. U određenom trenutku, magnetna veza će se prekinuti i izmicač će pasti na dno. Tako zrak u motoru više neće doći u kontakt sa zagrijanim dijelom i počet će se hladiti. Klip će početi da se uvlači. U idealnom slučaju, klip bi trebao početi da se kreće gore-dolje. Ali to se možda neće dogoditi. Ili pritisak neće biti dovoljan da se klip pomeri, ili će se vazduh previše zagrejati i klip neće biti uvučen do kraja. Shodno tome, ovaj motor može imati mrtve zone. Nije strašno. Glavna stvar je da mrtve zone nisu prevelike. Zamašnjak je potreban za kompenzaciju mrtvih zona.

Još jedan vrlo važan dio ove faze je da ovdje možete osjetiti kako radi Stirlingov motor. Sjećam se svog prvog stajlinga, koji nije uspio samo zato što nisam mogao shvatiti kako i kako ova stvar funkcionira. Ovdje, pomažući klipu da se kreće gore-dolje rukama, možete osjetiti kako se pritisak povećava i smanjuje.

Ovaj dizajn se može malo poboljšati dodavanjem šprica na gornji poklopac. Ovaj špric također mora biti postavljen na epoksid, držač igle mora biti malo odrezan. Položaj klipa u špricu treba da bude u srednjem položaju. Pomoću ovog šprica možete podesiti količinu zraka unutar motora. Pokretanje i podešavanje će biti mnogo lakše.

Tako da možete postaviti držač radilice. Visina klipnjače do cilindra se podešava vijkom.

Zamajac je napravljen od CD diska. Rupa je zapečaćena plastičnim epoksidom. Zatim morate izbušiti rupu tačno u sredini. Pronalaženje centra je vrlo jednostavno. Koristimo svojstva pravokutnog trougla upisanog u krug. Njegova hipotenuza prolazi kroz centar. Morate pričvrstiti list papira pod pravim uglom na ivicu diska. Orijentacija nije bitna. Na presjeku strana lista s rubom diska stavljamo oznake. Linija povučena kroz ove oznake proći će kroz centar. Ako drugu liniju nacrtamo na drugom mjestu, tada na raskrsnici dobijamo tačan centar.

Sav motor je spreman.

Stirlingov motor stavljamo na šolju kipuće vode. Čekamo malo i on mora sam zaraditi. Ako se to ne dogodi, morate mu malo pomoći rukom.

Proces proizvodnje na videu.

Stirlingov motor na djelu

Ekologija potrošnje Nauka i tehnologija: Stirling motor se najčešće koristi u situacijama kada je potreban uređaj za pretvaranje toplotne energije, koji je jednostavan i efikasan.

Prije manje od stotinu godina, motori s unutrašnjim sagorijevanjem pokušavali su osvojiti mjesto koje im pripada u konkurenciji među ostalim dostupnim mašinama i pokretnim mehanizmima. Istovremeno, tih dana superiornost benzinskog motora nije bila tako očigledna. Postojeće mašine na parnim mašinama odlikovale su se tihošću, odličnim karakteristikama snage za ono vreme, lakoćom održavanja i mogućnošću korišćenja raznih vrsta goriva. U daljoj borbi za tržište preovladavali su motori sa unutrašnjim sagorevanjem zbog svoje efikasnosti, pouzdanosti i jednostavnosti.

Dalja trka za unapređenjem agregata i pogonskih mehanizama, u koju su gasne turbine i rotacioni tipovi motora ušli sredinom 20. veka, dovela je do toga da se, uprkos prevlasti benzinskog motora, pokušava uvesti potpuno novi tip motora u "polje za igru" - termalni, koji je prvi put izumio davne 1861. godine škotski svećenik po imenu Robert Stirling. Motor je dobio ime po svom tvorcu.

STIRLING MOTOR: FIZIČKA STRANA PROBLEMA

Da biste razumjeli kako radi stolna Stirlingova elektrana, treba razumjeti opće informacije o principima rada toplinskih motora. Fizički, princip rada je korištenje mehaničke energije, koja se dobiva kada se plin širi kada se zagrije, a zatim se komprimira kada se ohladi. Da biste demonstrirali princip rada, možete navesti primjer koji se temelji na običnoj plastičnoj boci i dva lonca, od kojih jedan sadrži hladnu vodu, a drugi toplu.

Prilikom potapanja boce u hladnu vodu, čija je temperatura bliska temperaturi stvaranja leda, uz dovoljno hlađenje zraka unutar plastične posude, treba je zatvoriti čepom. Dalje, kada se boca stavi u kipuću vodu, nakon nekog vremena čep snažno „ispucava“ jer je u ovom slučaju zagrijani zrak izvršio višestruko veći rad od onog koji je učinjen pri hlađenju. Uz ponovljeno ponavljanje eksperimenta, rezultat se ne mijenja.

Prve mašine, koje su napravljene korišćenjem Stirlingovog motora, verno su reprodukovale proces demonstriran u eksperimentu. Naravno, mehanizam je zahtijevao poboljšanje u korištenju dijela topline koju je plin izgubio tokom procesa hlađenja za daljnje zagrijavanje, omogućavajući da se toplina vrati u plin kako bi se ubrzalo zagrijavanje.

Ali čak ni primjena ove inovacije nije mogla spasiti stanje stvari, budući da su se prvi Stirlings odlikovali velikom veličinom i malom izlaznom snagom. U budućnosti se više puta pokušavalo modernizirati dizajn kako bi se postigla snaga od 250 KS. dovelo je do toga da je sa cilindrom prečnika 4,2 metra stvarna izlazna snaga koju je Stirlingova elektrana od 183 kW bila u stvari samo 73 kW.

Svi Stirlingovi motori rade na principu Stirlingovog ciklusa, koji uključuje četiri glavne faze i dvije međufaze. Glavni su grijanje, ekspanzija, hlađenje i kontrakcija. Prijelaz na generator hladnoće i prijelaz na grijaći element smatraju se prijelaznom fazom. Korisni rad motora zasniva se isključivo na temperaturnoj razlici između dijelova za grijanje i hlađenje.

MODERNE STIRLING KONFIGURACIJE

Moderni inženjering razlikuje tri glavne vrste takvih motora:

• alfa stil, čija je razlika u dva aktivna klipa smještena u odvojenim cilindrima. Od sve tri opcije, ovaj model ima najveću snagu, sa najvišom temperaturom klipa za grijanje;
• beta stil, zasnovan na jednom cilindru, čiji je jedan dio vruć, a drugi hladan;
• gama-styling, koji osim klipa ima i izmjenjivač.

Proizvodnja Stirlingove elektrane ovisit će o izboru modela motora, koji će uzeti u obzir sve pozitivne i negativne aspekte takvog projekta.

PREDNOSTI I NEDOSTACI

Zbog svojih dizajnerskih karakteristika, ovi motori imaju niz prednosti, ali nisu bez nedostataka.

Stirlingova stolna elektrana, koja se ne može kupiti u trgovini, već samo od amatera koji samostalno sakupljaju takve uređaje, uključuje:

• velike dimenzije, koje su uzrokovane potrebom za stalnim hlađenjem radnog klipa;
• korištenje visokog tlaka, koji je potreban za poboljšanje performansi i snage motora;
• gubitak topline, koji nastaje zbog činjenice da se oslobođena toplina ne prenosi na sam radni fluid, već kroz sistem izmjenjivača topline, čije zagrijavanje dovodi do gubitka efikasnosti;
• drastično smanjenje snage zahtijeva primjenu posebnih principa koji se razlikuju od tradicionalnih benzinskih motora.

Uz nedostatke, elektrane koje rade na Stirling jedinicama imaju neosporne prednosti:

• bilo koju vrstu goriva, jer, kao i svi motori koji koriste toplinsku energiju, ovaj motor može raditi na temperaturnoj razlici u bilo kojem okruženju;
• profitabilnost. Ovi uređaji mogu biti odlična zamjena za parne jedinice u slučajevima potrebe za preradom solarne energije, dajući efikasnost 30% veću;
• ekološka sigurnost. Budući da stolna elektrana kW ne stvara izduvni moment, ne stvara buku i ne emituje štetne tvari u atmosferu. Obična toplina djeluje kao izvor energije, a gorivo gotovo potpuno izgara;
• konstruktivna jednostavnost. Za svoj rad, Stirlingu nisu potrebni dodatni dijelovi ili učvršćenja. Može se samostalno pokrenuti bez upotrebe startera;
• produženi vijek trajanja. Zbog svoje jednostavnosti, motor može pružiti više od sto sati neprekidnog rada.

PRIMJENE STIRLING MOTORA

Stirling motor se najčešće koristi u situacijama kada je potreban uređaj za pretvaranje toplotne energije, koji je jednostavan, dok je efikasnost ostalih tipova termičkih jedinica znatno niža u sličnim uslovima. Vrlo često se takve jedinice koriste za napajanje pumpne opreme, rashladnih komora, podmornica, baterija koje pohranjuju energiju.

Jedno od perspektivnih područja upotrebe Stirling motora su solarne elektrane, jer se ova jedinica može uspješno koristiti za pretvaranje energije sunčevih zraka u električnu energiju. Da bi se ostvario ovaj proces, motor se postavlja u fokus ogledala koje akumulira sunčeve zrake, što osigurava trajno osvjetljenje područja koje je potrebno grijati. Ovo omogućava da se solarna energija fokusira na malu površinu. U ovom slučaju, gorivo za motor je helijum ili vodonik. objavio