Türbin harici yanma motoru. Stirling Harici Yanma Motoru

Motorlarda harici yanma Yakıt yakma işlemi ve termal maruz kalma kaynağı, çalışma ünitesinden ayrılır. Bu kategori genellikle buhar ve gaz türbinleri ve Stirling motorları içerir. Bu tür tesislerin ilk prototipleri, iki yüzyıldan fazla bir süredir tasarlanmış ve neredeyse XIX yüzyıl boyunca kullanılmıştır.

Hızla gelişen endüstri için güçlü ve ekonomik enerji kurulumlarına ihtiyaç duyulduğunda, tasarımcılar, çalışma gövdesinin buhar basınç altında olduğu patlayıcı buhar motorlarıyla değiştirildi. Böylece XIX yüzyılın başında dağıtılan dış yanma motorları vardı. Sadece birkaç on yılda, içten yanmama motorları değişmeye geldi. Yaygınları olarak önemli ölçüde daha ucuza mal olurlar.

Ancak bugün tasarımcılar giderek daha yaygın kullanımdan salınan dış yanma motorlarına bakıyorlar. Bu, avantajları ile açıklanmaktadır. Ana avantaj, bu tür tesislerin iyi temizlenmiş ve pahalı yakıtlara ihtiyaç duymamasıdır.

Dış yanma motorları, şimdiye kadar bina ve bakım maliyetleri oldukça pahalı olmasına rağmen iddiasızdır.

Stirlingin motoru

Harici yanma motorları ailesinin en ünlü temsilcilerinden biri bir Stirling Makinesidir. 1816'da icat edildi, tekrar tekrar iyileştirildi, ancak daha sonra uzun zamandır Haksız olarak unutuldu. Şimdi Stirling Motor ikinci doğum aldı. Uzayı keşfederken bile başarıyla kullanılır.

Stirling makinesinin çalışması kapalı bir termodinamik döngüye dayanır. Burada periyodik sıkıştırma ve genişleme işlemleri farklı sıcaklıklarda gider. İş akışı kontrolü, hacmini değiştirerek gerçekleşir.

Stirling motoru, ısı pompası, basınçlı jeneratör, soğutma cihazları olarak çalışabilir.

Bu motorda düşük bir sıcaklıkta bir gaz kompresyonu vardır ve yüksek olanı yüksektir. Parametrelerdeki periyodik değişim, yer değiştiricinin bir fonksiyonuna sahip özel bir pistonun kullanımı nedeniyle oluşur. Çalışma sıvısına aynı anda ısı, dıştan, silindirin duvarından sağlanır. Bu özellik doğru verir

Stirling motoru, operasyon ilkesi, Rusya Federasyonu'nun tümü için normalden niteliksel olarak farklı olan, bir zamanlar son layık rekabete sahipti. Ancak, bir süredir onu unuttum. Bu motor bugün kullanıldığı için, eyleminin ilkesi nedir (makalede, Stirling Motorun çizimlerini de bulabileceğiniz, işini açıkça gösterebilir) ve gelecekte kullanım için umutlar nelerdir, aşağıda okunur.

Tarih

1816'da İskoçya'da, Robert Stirling bugün mucitinin onuruna patentlendi. İlk sıcak hava motorları ondan önce icat edildi. Ancak Stirling, cihaza bir temizleyici ekledi, bu da teknik literatürde rejeneratör veya bir ısı eşanjörü olarak adlandırılır. Bundan dolayı, üniteyi sıcaklıkta tutarken motor performansı arttı.

Motor en dayanıklı olanı tanıdı buhar makinesi O zamanın mevcut olduğu, o zamandan beri asla patlamadı. Ondan önce, diğer motorlarda, böyle bir sorun sık sık gerçekleşti. Hızlı başarıya rağmen, yirminci yüzyılın başında, diğer motorlar tarafından ortaya çıkan diğer içten yanmalı motorlarıyla karşılaştırıldığında, daha az ekonomik hale geldiği için gelişiminden terk edildi. Ancak, Stirling bazı endüstrilerde kullanılmaya devam etti.

Motor harici yanma

Tüm termal motorların çalışma prensibi, genişletilmiş bir durumda gaz elde etmek için büyük mekanik çabaların gerektiği kadar soğuk olmasıdır. Bunun görsel bir gösterimi için, bir şişenin yanı sıra soğuk ve sıcak su ile doldurulmuş iki tencere ile deneyim geçirebilirsiniz. Sonuncusu soğuk suya indirilir, fişi takın, sonra sıcak'a aktarılır. Aynı zamanda, şişedeki gaz mekanik çalışma yapmaya ve fişi kesmeye başlayacaktır. İlk harici yanma motoru bu işlem tamamen dayanıyordu. Doğru, sonra mucit, ısınmanın bir kısmının ısıtma için kullanılabileceğini anladı. Böylece, performans önemli ölçüde artmıştır. Ama bu bile motorun ortak olmasına yardımcı olmadı.

Daha sonra, İsveç'ten gelen Erickson, tasarımı geliştirdi, soğutma ve gazın hacim yerine sabit bir basınçta ısıtması. Sonuç olarak, birçok kopya madenlerde, gemilerde ve matbaalarda çalışmak için kullanılmaya başladı. Ama mürettebat için onlar çok ağırdı.

Philips Harici Yanmalı Motorlar

Bu tür motorlar aşağıdaki türlerdir:

• buhar;
• parroid Türbini;
• Stirling.

İkinci görünüm, hafif güvenilirlik nedeniyle gelişmedi ve diğer agrega türlerine kıyasla en yüksek fiyatlar ortaya çıkmadı. Ancak, 1938'de Philips çalışmaya devam etti. Motorlar, inelektrik alanlarda jeneratörlerin sürücüleri için hizmet vermeye başladı. 1945'te, şirketin mühendisleri onları ters kullanım buldu: Şaft bir elektrik motoru tarafından kaldırılırsa, silindir kafasının soğutulması, eksi yüz doksan derece santigrat dereceye gelir. Daha sonra soğutma tesislerinde daha iyi bir Stirling motoru uygulamaya karar verildi.

Çalışma prensibi

Motor aksiyonu, farklı sıcaklıklarda sıkıştırma ve genişlemenin meydana geldiği termodinamik döngülerde yatmaktadır. Aynı zamanda, çalışma sıvısı akışının düzenlenmesi, değişken hacim (veya modele bağlı olarak) nedeniyle uygulanır. Bu, farklı fonksiyonlara ve yapıcı şemalara sahip olabilecek çoğu makinenin çalışma prensibidir. Motorlar piston veya döner olabilir. Tesisatları ile makineler ısı pompaları, buzdolabı, basınç jeneratörleri vb. Olarak çalışır.

Ek olarak, akış kontrolünün vana ile uygulandığı açık döngüye sahip motorlar vardır. Schirling adının genel adı hariç, Erikson motorları olarak adlandırılır. ICC'de, hava ön sıkıştırma, yakıt enjeksiyonu, karışımın karışımını yanma ve genişlemeye ısıtma işleminden sonra yararlı işler yapılır.

Stirling Motor Çalışma prensibi aynıdır: Düşük sıcaklıklarda, sıkıştırma meydana gelir ve yüksek genişleme ile oluşur. Ancak farklı şekillerde ısıtma yapılır: ısı, silindir duvarından dışarıdan sağlanır. Bu nedenle, dış yanma motorunun adını aldı. Stirling, yer değiştirme pistonu ile sıcaklıkta periyodik değişim kullandı. İkincisi, gazı bir silindir boşluğundan diğerine taşır. Bir yandan, sıcaklık sürekli düşük ve diğer - yüksek. Pistonun hareket ettiğinde, gaz sıcaktan soğuk boşluğa doğru hareket eder ve aşağı - sıcak'a döner. İlk olarak, gaz buzdolabına çok fazla ısı verir ve daha sonra ısıtıcıdan verdiğim kadarıyla alır. Isıtıcı ile buzdolabı arasına bir rejeneratör yerleştirilir - gazın ısı verdiği malzemeyle dolu boşluk. Ters rota ile rejeneratör geri döner.

Yer değiştirme sistemi, soğukta bir çalışan pistonun sıkıştırılması ve ılık genişletilmesine izin verir. Daha düşük bir sıcaklıkta sıkıştırma nedeniyle, faydalı işler oluşur. Tüm sistem, aralıklı hareketler sırasında dört döngü geçer. Bu durumda krank bağlanma mekanizması süreklilik sağlar. Bu nedenle, döngünün aşamaları arasındaki keskin sınırlar gözlenmez ve Stirling azalmaz.

Yukarıdakilerin hepsini göz önüne alındığında, bu motorun, çalışma sıvısının kapalı alandan çıkmadığı ve değiştirilmemesi durumunda, harici bir ısı kaynağına sahip bir piston makinesi olduğunu göstermektedir. Stirling motor çizimleri, cihazı ve eyleminin ilkesini iyi gösterir.

İşin detayları

Güneş, elektrik, nükleer enerji veya başka bir ısı kaynağı, Stirling motoruna enerji sağlayabilir. Vücudunun ilkesi helyum, hidrojen veya hava kullanmaktır. İdeal çevrim, yüzde otuz ila kırkaya eşit derecede mümkün olan verime sahiptir. Ancak etkili bir rejeneratör ile daha yüksek bir verimlilikle çalışabilecektir. Yenileme, ısıtma ve soğutma, yağsız çalışan yerleşik ısı eşanjörleri sağlar. Motor yağlayıcılarının çok az ihtiyacı olduğu belirtilmelidir. Silindirdeki ortalama basınç genellikle 10 ila 20 MPa'dır. Bu nedenle, mükemmel bir sızdırmazlık sistemi ve işçi giren petrol olasılığı vardır.

Karşılaştırmalı Özellikler

Bu tür motorların çoğu bugün kullanılıyor, sıvı yakıt kullanılır. Aynı zamanda, emisyonları azaltmaya yardımcı olan sürekli basınç kontrolü kolaydır. VANVE YOK sessiz iş. Kütle ile güç, turboşarjlı motorlarla karşılaştırılabilir ve çıkışta elde edilen spesifik güç, dizel ünitenin göstergesine eşittir. Hız ve tork birbirine bağlı değildir.

Motor üretiminin maliyeti motordan çok daha yüksektir. Ancak çalıştırırken ters şekilde döner.

Faydalar

Herhangi bir Stirling Motor modeli birçok avantaja sahiptir:

• Modern tasarımdaki verimlilik yetmiş ilgiye ulaşabilir.
• Motorda sistem yok yüksek Gerilim Kontak, dağıtım vala ve vanalar. Hizmet ömrü boyunca ayarlanması gerekmez.
• Sıralarda, krank mili, yatakları ve bağlantı çubuklarını büyük ölçüde yükleyen içten yanmalı motorda olduğu gibi bir patlama yoktur.
• "Motor durağını" söylerken etkisi yoktur.
• Cihazın basitliği nedeniyle, uzun süre çalıştırılabilir.
• Hem yakacak odun hem de nükleer ve başka bir yakıt tipi ile çalışabilir.
• Yanma motorun dışında gerçekleşir.

Dezavantajları

Uygulama

Şu anda, jeneratörlü Stirling motor birçok alanda kullanılır. Bu evrensel bir kaynaktır elektrik enerjisi Buzdolaplarında, pompalar, su altı tekneleri ve güneş enerjili elektrik istasyonlarında. Yaygın olarak kullanılmasını mümkün kılan çeşitli yakıtların kullanımı sayesinde.

Canlanma

Bu motorlar Philips sayesinde tekrar gelişmeye başladı. Yirminci yüzyılın ortasında, genel motorlar onunla sonuçlandı. Uzayda ve su altı cihazlarındaki STIRLING'lerin gemilerde ve otomobillerde kullanımı için gelişimine yol açtı. Onları takip eden İsveç'ten başka bir şirket, birleşik Stirling, olası kullanım da dahil olmak üzere gelişmelerine katılmaya başladı.

Günümüzde, doğrusal Stirling motoru sualtı, kozmik ve güneş aparatlarının kurulumlarında kullanılır. Buna büyük ilgi, kötüleşen çevresel durumun yanı sıra gürültüye karşı mücadelenin yanı sıra. Kanada ve ABD'de, Almanya ve Fransa'da ve Japonya, kullanımının geliştirilmesi ve geliştirilmesi için aktif arama.

Gelecek

Büyük bir iş kaynağında, farklı yakıt, sessizlik ve düşük toksisitenin kullanımı, dahili yanma motorunun arka planına karşı çok umut verici hale getiren açık avantajlar. Bununla birlikte, buzun zaman boyunca iyileştirildiği gerçeğini dikkate alarak kolayca yerinden edilemez. Bir yol ya da başka, bugün böyle bir motorun önde gelen bir pozisyonunu işgal ettiğini ve yakın gelecekte onları almak niyetinde değiller.

Acil bir çözüm gerektiren küresel problemlerin ağırlaştırılması (doğal kaynakların tükenmesi, kirlilik ortam vb.), 20. yüzyılın sonunda, ekoloji, çevre yönetimi ve enerji tasarrufu alanında bir dizi uluslararası ve Rus mevzuatı kabul etme ihtiyacına yöneldi. Bu yasaların temel gereksinimleri, CO2 emisyonlarını, kaynak ve enerji tasarrufunu azaltmayı, motor taşımacılığını çevre dostu motor yakıtlarına vb. Tercüme etmeyi amaçlamaktadır.

Bu sorunları çözmenin umut verici yollarından biri olan birinin, Stirling'in motorlarına (makineler) dayalı enerji oluşturucu sistemlerin gelişimi ve yaygın tanıtımıdır. Bu tür motorların işletme ilkesi 1816'da İskoç Robert Stirling tarafından önerilmiştir. Bunlar, sıkıştırma ve genleşmenin döngüsel işlemlerinin farklı sıcaklık seviyelerinde meydana geldiği kapsamlı bir termodinamik döngü üzerinde çalışan makinelerdir ve çalışma sıvısının akış kontrolü, hacmini değiştirerek gerçekleştirilir.

Stirling motor benzersiz bir ısı makinesidir, çünkü teorik gücü termal makinelerin maksimum gücüne (karno döngüsü) eşittir. Gazın termal genişlemesi pahasına çalışır, ardından soğutma sırasında gazın sıkıştırılması. Motor, "soğuk" kısım (genellikle çevre sıcaklığına sahip) ve çeşitli yakıtları yakılarak veya diğer ısı kaynaklarının pahasına ısıtılarak ısıtılan bir "sıcak" parçayı içeren bazı sabit bir çalışma gazı hacmini içerir. Isıtma dışarıda yapılır, böylece Stirling motoru harici yanma motorlarına (DVPT) aittir. Motora kıyasla, Stirling motorlarında, yanma işlemi çalışma silindirleri dışında gerçekleştirilir ve dengedir, çalışma döngüsü, motor silindirlerinde, yumuşak doğasında nispeten düşük basınç yükseltmelerinde kapalı bir iç konturda uygulanır. İç devre çalışma sıvısının ısı hidrolik işlemleri ve bir gaz dağıtım mekanizması valflerinin yokluğunda.

Stirling motorlarının üretiminin zaten yurtdışına başladığı belirtilmelidir, Özellikler Motor ve gaz türbini kurulumlarından (GTU) üstündür. Dolayısıyla, Stirling Motorları "Philips", "STM A.Ş.", "Daimler Benz", "Solo", "United Stirling", 5-1200 kW'a kadar kapasiteye sahip olan KP var. % 42'den fazla, çalışma kaynağı 40 bin saatten fazla ve 1.2 ila 3,8 kg / kW'a kadar özel kütlenin.

Enerji oluşturma teknikleri için dünya yorumlarında, Stirling Motoru, 21. yüzyılda en umut verici olarak kabul edilir. Düşük gürültü, egzoz gazlarının düşük toksisitesi, çeşitli yakıtlar üzerinde çalışma yeteneği, büyük bir kaynak, İyi özellikler Tork - Bütün bunlar Stirling motorlarını DVS'ye kıyasla daha rekabetçi hale getirir.

Stirling motorlar nerede olabilir?

Stirling motorlu (Stirling jeneratörleri) otonom enerji tesisatları, Rusya bölgelerinde, geleneksel enerji ve gaz rezervi bulunmadığında kullanılabilir. Turba, ahşap, şeyl, biyogaz, kömür, tarımsal atık ve ahşap işleme endüstrisini yakıt olarak kullanabilirsiniz. Buna göre, problem birçok bölgenin enerji kaynağıyla kaybolur.

Bu tür enerji tesisatları, bir konsantrasyon olarak çevre dostudur. zararlı maddeler Yanma ürünlerinde, neredeyse iki büyüklük emri, dizel santrallerden daha düşüktür. Bu nedenle, karıştırma jeneratörleri, tüketiciye yakın bir şekilde monte edilebilir, bu da elektrik iletimi için kayıplardan kurtulun. 100 KW'lık bir jeneratör, 30-40'dan fazla insanın nüfusuna sahip herhangi bir konuma elektrik ve sıcaklık sağlayabilir.

Stirling motorlu otonom enerji tesisatları, Rusya Federasyonu'nun petrol ve gaz endüstrisinde, yeni alanlar geliştirirken (özellikle uzak kuzeyin koşullarında ve Kuzey Kutbu'nun rafında, keşiflerin ciddi bir enerji taşımacılığının olduğu raflarda) yaygın olarak kullanılmaktadır. sondaj, kaynak ve diğer işler). Yakıt olarak, ham kullanabilirsiniz doğal gaz, petrol gazını ve gaz yoğuşmasını geçerek.

Şimdi Rusya Federasyonu'nda her yıl 10 milyar metreküpten kayboluyor. m ilişkili gaz. İçten yanmalı motorlar için motor yakıtı olarak kullanmak zor ve pahalı olması zordur. Sürekli değişen fraksiyonel kompozisyon nedeniyle imkansızdır. Böylece gaz atmosferi kirletmez, o sadece yanar. Aynı zamanda, motor yakıtı olarak kullanımı, önemli bir ekonomik etki sağlayacaktır.

3-5 KW güç kurulumu, gövde gaz boru hattındaki otomasyon, iletişim ve katot koruma sistemlerinde kullanılması tavsiye edilir. Ve Gazovikov ve Oilmen'in büyük saatlerinin elektrik ve ısı temini için daha güçlü (100'den 1000 kW). Petrol ve gaz endüstrisinin yer ve deniz delme tesislerine 1 bin kW'den fazla kurulumlar uygulanabilir.

Yeni motorlar oluşturma sorunları

Robert Stirling'in kendisinin önerdiği motor, önemli kitle boyutlu özellikleri ve düşük KP'ye sahiptir. Pistonların sürekli hareketiyle ilişkili bu tür bir motordaki işlemlerin karmaşıklığı nedeniyle, ilk basitleştirilmiş matematiksel cihaz, Schmidt'deki Prag Profesörü tarafından sadece 1871'de geliştirilmiştir. Onlar tarafından önerilen hesaplama yöntemi, Stirling Döngüsünün ideal modeline dayanıyordu ve motorun KP ile motorlar oluşturmasına izin verdi. 15'e yükselmek%. Sadece 1953 yılına kadar hollanda firması Philips, içten yanmalı motorlar açısından üstün olan ilk yüksek performanslı Stirling motorları oluşturuldu.

Rusya'da yerli tıpta motorlar yaratma girişimleri art arda yapıldı, ancak başarı yoktu. Gelişimlerini ve yaygın kullanımlarını sınırlayan birkaç temel problem vardır.

Her şeyden önce, Stirling Makinesinin tasarımının yeterli bir matematiksel modelinin oluşturulması ve ilgili hesaplama yöntemidir. Hesaplamanın karmaşıklığı, içinde ısınma termodinamik döngüsünün uygulanmasının karmaşıklığı ile belirlenir. gerçek arabalarPistonların sürekli hareketi nedeniyle iç devrede ısı ve kütle değişiminin istasyonuna bağlı olması nedeniyle.

Yeterli değil matematiksel modeller ve Hesaplama Yöntemleri - Birkaç yabancı ve yerli işletmenin başarısızlıklarının ana nedeni, hem motorların hem de soğutma makinelerinin geliştirilmesinde. Kesin olmadan matematiksel modelleme Yansıtılan makinelerin bitirme, çok yıllık yorucu deneysel çalışmalara dönüşür.

Başka bir problem yapılar oluşturmaktır. ayrı düğümler, Mühürler, güç yönetmeliği, vb. Yapıcı yürütmenin zorlukları, helyum, azot, hidrojen ve hava kullanan, kullanılan çalışma kuruluşlarından kaynaklanmaktadır. Örneğin helyum, çalışma pistonlarının vb. Sızdırmazlık elemanları için artan gereksinimleri belirleyen çok şeye sahiptir.

Üçüncü problem - yüksek seviye Üretim teknolojisi, ısıya dayanıklı alaşımlar ve metaller, kaynaklarının yeni yöntemleri ve lehimleme ihtiyacı.

Ayrı bir soru, bir yandan, yüksek ısı kapasitesi ve diğer düşük hidrolik direnç üzerinde olmasını sağlamak için bir rejeneratörün ve nozüllerin üretilmesidir.

Stirling makinelerin içsel gelişimi

Halen, Rusya oldukça verimli Stirling motorları oluşturmak için yeterli bilimsel potansiyele sahipti. Stirling teknolojisi inovasyon araştırma merkezi LLC'de önemli sonuçlar elde edildi. Uzmanlar, yüksek verimli Stirling motorlarını hesaplamak için yeni yöntemler geliştirmek için teorik ve deneysel çalışmalar yaptılar. Çalışmanın ana yönleri, örneğin Mini-CHP'de, egzoz gazlarının ısısını kullanmak için kojenerasyon tesislerinde ve sistemlerinde Stirling motorlarının kullanımı ile ilgilidir. Sonuç olarak, 3 kW motorların geliştirilmesi teknikleri ve prototipi oluşturulmuştur.

Araştırma sürecinde özel dikkat, Stirling Makinelerinin Bireysel Meclislerinin Geliştirilmesine ve Yapıcı Yürütme'nin yanı sıra Yeni'nin yaratılmasında da ödenmiştir. Şemalar Çeşitli fonksiyonel amaçların kurulumları. Önerilen teknik çözümler, Stirling makinelerinin operasyonda daha az pahalı olması, artmasına izin vermenizi sağlar. ekonomik verim Yeni motorların geleneksel enerji dönüştürücülere kıyasla uygulamaları.

Stirling motorların üretimi, hem Rusya'da hem de yurtdışında çevre dostu ve yüksek verimli enerji ekipmanı için pratik olarak sınırsız talebi dikkate alarak ekonomik olarak uygundur. Bununla birlikte, devletin ve büyük işletmenin katılımı ve desteği olmadan, seri üretim sorunları tam olarak çözülemez.

Rusya'da Stirling Motorların Üretimi Nasıl Yardımcı Olur?

Açıkçası, yenilikçi faaliyet (özellikle temel yeniliklerin gelişimi) karmaşık ve riskli bir ekonomik faaliyet türüdür. Bu nedenle, özellikle "başlangıçta", ardından sıradan piyasa koşullarına geçişi takip ederek, devlet desteği mekanizmasına güvenmelidir.

Bunlara dayanarak büyük ölçekli Stirling makinelerinin ve enerji oluşturucu sistemlerin üretilmesinin mekanizması şunları içerebilir:
- Stirling makinelerinde yenilikçi projelerin doğrudan paylaşım bütçesi finansmanı;
- Dolaylı destek, Stirling Projeleri tarafından üretilen ürünlerin, ilk iki yıl boyunca federal ve bölgesel düzeylerin KDV'sinden ve diğer vergilerinin yanı sıra önümüzdeki 2-3 yıl boyunca bu tür ürünler hakkında bir vergi kredisinin sağlanması ile dolaylı destek önlemleri. (gelişme maliyetlerinin temelde yeni ürünler, fiyatına dahil olmak üzere uygunsuzdur, yani üretici veya tüketicinin giderlerinde);
- Kuruluşun Stirling Projelerinin Finansmanına Katkısının Katkısı Üzerindeki Vergilendirilebilir Tabanın İstisnası.

Gelecekte, iç ve dış pazarlardaki Stirling makinelerine dayanan enerji ekipmanlarının sürdürülebilir gelişmesinin aşamasında, sermayenin yenilenmesi, üretimin yeniden donanımı ve yeni ekipmanların üretimi için bir sonraki projelerin desteklenmesi Başarıyla gelişmiş üretim, kredi kaynakları ticari bankalarının karşılaşmasının yanı sıra başarıyla gelişmiş üretim, kredi kaynakları ticari bankalarının karları ve satışı ile gerçekleştirilebilir.

Stirlap makinelerinin tasarımında teknolojik bir bazın varlığı ve birikmiş bilimsel potansiyelin, makul bir finansal ve teknik politikada, Rusya'nın yeni çevresel olarak üretiminde dünya lideri olmak için yakın gelecekte olabileceği varsayılabilir. Dostça ve yüksek verimli motorlar.

Harici yanma motorları, insanların güçlü ve ekonomik bir enerji kaynağına ihtiyaç duyduğunda kullanılmaya başladı. Bundan önce, buhar tesisatları kullanıldı, ancak basınç altında sıcak buhar kullandıkları için patlayıcı oldukları için patlayıcı. 19. yüzyılın başlarında, dış yanma ile cihazlar aldılar ve birçoğu yıl sonra, zaten tanıdık cihazlar icat edildi içten yanma.

Cihazların kökeni

19. yüzyılda insanlık, buhar kazanlarının çok sık patladığı ve aynı zamanda kullanımı istenmeyen bir şekilde yapıcı hale getiren ciddi yapıcı kusurlara sahipti. Çıktı 1816'da İskoç rahip Robert Stirling tarafından bulundu. Bu cihazların 17. yüzyılda hala uygulanan "sıcak hava motorları" olarak da adlandırılabilir, ancak bu adam şu anda buluş olarak adlandırılan rejeneratör adı verilen bir temizleyici ekledi. Böylece, motor harici yanma motoru, sıcak çalışma alanındaki ısıyı korudu, çalışma sıvısı soğutulurken kurulumun performansını büyük ölçüde artırdı. Bu nedenle, tüm sistemin verimliliği önemli ölçüde artmıştır.

O zaman, buluş oldukça yaygın olarak kullanıldı ve popülerliğinin artmasıydı, ama zamanla birlikte kullanıldı ve onu unuttular. Buhar tesisatı ve motorlar, ancak zaten tanıdık, içten yanmalı, dış yanma ekipmanını değiştirmeye geldi. Yine, sadece 20. yüzyılda hatırladılar.

Kurulum işi

Harici bir yanma motorunun çalışma prensibi, sürekli olarak iki aşamayı değiştirmesidir: çalışma sıvısının kapalı bir alanda ve enerji elde ederken ısıtılması ve soğutulmasıdır. Bu enerji, çalışma sıvısının hacminin sürekli değişmesi nedeniyle ortaya çıkar.

En sık, bu tür cihazlardaki çalışma maddesi hava olur, ancak bir helyum veya hidrojen kullanmak mümkündür. O zaman, buluş gelişim aşamasındaydı, bu tür maddeler azot dioksit, frenler, sıvılaştırılmış propan-bütan, deneyler olarak kullanılmıştır. Bazı örneklerde sıradan su bile uygulanmaya çalışıyordu. Bir çalışma maddesi olarak su ile başlatılan dış yanma motorunun, oldukça yüksek özel bir güce sahip olduğu gerçeğiyle ayırt edildiğine dikkat edilmelidir. yüksek basınçVe kendisi yeterince sıktı.

İlk motor türü. "Alfa"

Kullanılan ilk model, Alpha Stirling oldu. Tasarımının özeti, ayrı silindirlerde farklı yerde bulunan iki güç pistonuna sahip olmasıdır. Bunlardan biri yeterince yüksek bir sıcaklığa sahipti ve diğerleri, aksine, soğuktu. Isı eşanjörünün içinde yüksek sıcaklığa sahip, sıcak bir çift silindir pistonu vardı. Soğuk buhar, düşük sıcaklıklarda ısı eşanjörünün içindeydi.

Dış yanma termal motorunun ana avantajları, yüksek güç ve hacminin olduğu gerçeğiydi. Bununla birlikte, aynı zamanda sıcak çifti sıcaklığı çok büyüktü. Bundan dolayı, bazı teknik zorluklar, bu tür icatların üretimi sürecinde ortaya çıktı. Bu cihazın yenilencisi, sıcak ve soğuk bağlantı tüpleri arasında.

İkinci örnek "Beta"

İkinci örnek beta Stirling modeliydi. Temel yapıcı fark Sadece bir silindir vardı. Uçlarından biri sıcak bir çift olarak görev yaptı ve diğer ucu soğuk kaldı. Bu silindirin içinde, piston, gücün çıkarılabileceği şekilde taşındı. Ayrıca içinde sıcak çalışma alanının hacmini değiştirmekten sorumlu olan bir yerindenci vardı. Bu ekipmanda, soğuk bir bölgeden rejeneratörden sıcaklığa pompalanan gaz kullanılmıştır. Bu tür harici yanma motoru, harici bir ısı eşanjörü formunda bir rejeneratöre sahiptir veya piston-yer değiştirenlerle birleştirilmiştir.

Son model. "Gama"

Son türler bu motor Çelik "Gamma" Stirling. Bu tür, yalnızca pistonun varlığından ve yerindencecinin ve ayrıca iki silindirin zaten tasarımında olduğu gerçeğiyle farklılık göstermiştir. İlk durumda olduğu gibi, bunlardan biri soğuktu ve güç almak için kullanıldı. Ancak, ikinci silindir, önceki davada olduğu gibi, bir ucundan soğuktu ve diğerinden sıcaktı. Burada yer değiştirenleri yer değiştirdi. İÇİNDE pistonlu motor Dış yanma ayrıca iki tip olabilecek bir yenenteneratör vardı. İlk durumda, harici ve bu yapısal parçaları soğuk olan bir sıcak silindir bölgesi olarak ve ayrıca birinci silindirlidir. İkinci tip bir iç rejeneratördür. Bu seçenek kullanılıyorsa, yer değiştiricinin tasarımına dahil edilmiştir.

Basit ve küçük bir termal enerji dönüştürücünün ihtiyaç duyulduğunda STIRLING kullanımı haklıdır. Sıcaklık farkı, gaz veya buhar türbinlerini kullanacak kadar yüksek değilse de kullanılabilir. Bugün bu tür örneklerin daha sık kullanılmaya başladığını söylemeye değer. Örneğin, kullanılmış Özerk modeller Gaz yakıcıdan çalışabilen turistler için.

Şu anda cihazların uygulanması

Böyle eski bir buluşun günlerimizde kullanılamayacağı gibi görünüyor, ancak bu değil. NASA, Stirling tipinin harici bir yanma motorunu emretti, ancak nükleer ve radyoizotop ısı kaynakları, çalışan bir madde olarak kullanılmalıdır. Ek olarak, aşağıdaki amaçlar için de başarıyla kullanılabilir:

• Böyle bir motor modelini, sıvıyı pompalamak için her zamanki pompadan çok daha kolay kullanın. Birçok yönden, bu, pistonun pompalanan sıvının kendisini kullanabileceği gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Ek olarak, çalışma gövdesini soğutur. Örneğin, bu tür bir "pompa", bu için güneş ısısını kullanarak sulama kanallarına su pompalamak için kullanılabilir.
• Bazı buzdolapları üreticileri bu tür cihazları yüklemeye meyillidir. Ürünlerin maliyeti azaltılabilecek ve soğutucu akışkan sıradan hava olarak kullanılabilir.
• Bu türdeki harici yanma motorunu ısı pompasıyla birleştirirseniz, termal ağın çalışmasını evdeki optimize edebilirsiniz.
• Donanma İsveç'in denizaltılarında oldukça başarılı bir Stirlingler kullanılır. Gerçek şu ki, motorun daha sonra nefes almak için kullanılan sıvı oksijen üzerinde çalışmasıdır. Bir denizaltı için bu çok önemlidir. Ek olarak, bu tür ekipman yeterli düşük seviye gürültü, ses. Tabii ki, ünite yeterince büyük ve soğutmayı gerektirir, ancak bir denizaltı hakkında konuşursak önemsiz olan bu iki faktördür.

Motoru kullanmanın avantajları

Tasarım ve montaj sırasında modern yöntemler kullanırsak, dış yanma motorunun etkinliğini% 70'e yükseltmek mümkün olacaktır. Bu tür örneklerin kullanımı aşağıdakiler eşlik eder pozitif nitelikler:

• Şaşırtıcı bir şekilde, bu buluştaki tork, krank milinin dönme hızından neredeyse bağımsızdır.
• Bunda güç toplamak Ateşleme sistemi ve valf sistemi gibi unsur yoktur. Ayrıca burada bir eksantrik mili yok.
• Kullanım süresi boyunca, ekipmanı ayarlamak ve ekipmanı yapılandırmak için gerekli olmayacağı oldukça uygundur.
• Motor model verileri "durak" edemez. Cihazın en basit tasarımı, tam ters çevrimdışı modda uzun süre kullanmanıza izin verir.
• Yakacak odundan neredeyse her şeyi kullanabilir ve bir enerji kaynağı olarak uranyum yakıtla bitirebilirsiniz.
• Doğal olarak, harici yanma motorunda, maddelerin yanma işlemi dışında gerçekleştirilir. Bu, yakıtın dolu olduğu gerçeğine katkıda bulunur ve toksik emisyon miktarı en aza indirilir.

Dezavantajları

Doğal olarak, herhangi bir buluş bağlılığa bağlı değildir. Bu tür motorların eksileri hakkında konuşursak, o zaman aşağıdaki gibidir:

1. Yanma, motorun dışında gerçekleştirildiğinden dolayı, elde edilen ısının çıkarılması, radyatörün duvarlarından oluşur. Bu cihazın boyutlarını arttırmaya zorlanıyor.
2. Malzeme tüketimi. Kompakt ve verimli bir motor modeli Stirling oluşturmak için, büyük bir basınca ve yüksek sıcaklığa dayanabilen yüksek kaliteli ısıya dayanıklı çeliğe sahip olmak gerekir. Ek olarak, düşük termal iletkenlik olmalıdır.
3. Yağlayıcı olarak, normal musluklardan bu yana, özel bir araç satın almanız gerekir. yüksek sıcaklıklarmotorda elde edilir.
4. Yeterince yüksek özel bir güç elde etmek için, bir hidrojen veya helyumun çalışma maddesi olarak kullanılması gerekir.

Hidrojen ve yakıt olarak helyum

Yüksek güç almak, elbette, ancak hidrojen veya helyum kullanımının oldukça tehlikeli olduğunu anlamak gerekir. Örneğin, hidrojen, kendisi yeterince patlayıcıdır ve yüksek sıcaklıklarda metalhidrites adlı bağlantılar oluşturur. Bu, hidrojen metalde çözündüğünde olur. Başka bir deyişle, silindiri içten tahrip edebilir.

Ek olarak, hidrojen ve helyum, yüksek nüfuz edici bir yetenek ile karakterize uçucu maddelerdir. Konuşmak daha kolaysa, hemen hemen her contadan kolayca görürler. Ve maddenin kaybı, işletme basıncındaki kayıp anlamına gelir.

Döner harici yanma motoru

Böyle bir arabanın kalbi döner bir genişleme makinesidir. Harici bir yanma tipine sahip motorlar için, bu eleman her iki taraftan da kapaklarla kaplı olan içi boş bir silindir olarak gösterilir. Kendi başına, rotor şaft üzerine ekilen tekerleğin görünümüne sahiptir. Aynı zamanda belirli miktarda p-şekilli genişletilmiş plakalara sahiptir. Uzantıları için, özel bir geri çekilebilir cihaz kullanılır.

Harici Yanma Motoru Lukyanova

Yuri Lukyanov, Pskov Politeknik Enstitüsü araştırmasıdır. Uzun zamandır yeni motor modelleri geliştiriyor. Bilim adamı, yeni modellerde şanzıman, eksantrik mili ve egzoz borusu gibi öğeleri yapmaya çalıştı. Stirling cihazların ana dezavantajı, çok büyük boyutlara sahip olmalarıdır. Bu bir bilim adamının olmamasıydı ve bıçakların pistonlarla değiştirildiği gerçeğinden dolayı ortadan kaldırmayı başardı. Tüm tasarımın boyutunu birkaç kez azaltmaya yardımcı oldu. Bazıları, harici bir yanma motorunu kendi ellerinizle yapabileceğinizi göstermektedir.

Geçen yıl, dergi, hangi okuyucuların memnuniyetle karşılandığı konuda A. EinsteinDöşenmiş 85 yıllar.

Editörlerin birkaç ekibi yayınlamaya devam ediyor İrKimin okuyucuları onur duyuyorsun. Her yıl bunu yapmak daha zor olsa da. Uzun zamandır, yeni yüzyılın başında editörler, yerli konutunu et sokağında bırakmak zorunda kaldı. (Aslında, bu, bir tür mucit için değil, bu bankalar için bir yerdir). Ancak yardım ediyordu Y. Maslyukov (O zamanlar, Rusya Federasyonu Rusya Federasyonu Dumanı Duma Komitesi Başkanı), "Kaluga" metro istasyonunda Niiaa'ya gitmek için. Sözleşmenin şartlarına ve kiralamanın zamanında ödenmesine ve derste rotanın ilhamını ve Rusya Federasyonu hükümeti tarafından yenilikçiliğe ilham vermesine rağmen, Niiaa'daki yeni müdür bizi tahliye hakkında bilgi verdi. "Üretim zorunluluğu ile bağlantılı olarak" editoryal ofisi. Bu, Niiaa'da, neredeyse 8 kat ve ilgili alanların serbest bırakılması sayısında bir azalma ile, editörlerin işgal ettiği editörlerin Niiaa'nın açılmayan alanlarının yüzde birinin anlamadığı gerçeğine rağmen.

Son beş yıldır yer aldığımız Mirea tarafından korunduk. İki kez geçiş yaptığını, atasözünü söylüyor. Ancak editörler tutuyor ve ne kadar olabilir. Ve dergi kadar uzun süre varabilecek "Mucit ve rasyonel" Oku ve yaz.

Bilgilerin daha fazla ilgilenen kişileri karşılamaya çalışmak, derginin web sitesini güncelledik, bunu, bizimize, daha bilgilendirici hale getiriyoruz. Geçmiş yıllarda sayısallaştırılıyoruz, başlayarak 1929 yılın - derginin temeli. Elektronik bir versiyon üretiyoruz. Ama asıl şey kağıt baskısı İr.

Ne yazık ki, abonenin sayısı, varlığın tek finansal temeli İrve organizasyonlar ve bireyler azalır. Ve derginin farklı sıralamalarının (Rusya Federasyonu'nun başkanları, her iki başkanlığın, Başbakanlar, hem Moskova belediye başkanı hem de Moskova belediye başkanı, Hem Moskova belediye başkanı hem de Yerli Kuban valisi, en büyük Rus şirketleri) sonuç vermedi.

Yukarıdakilerle bağlantılı olarak, editörler size, okuyucularımıza hitap eder: Mümkünse dergiyi destekleyin. Yasal faaliyetler için parayı listeleyebileceğiniz makbuz, daha sonra aşağıda yayınlanan derginin yayınlanmasını kastediyorsunuz.