Për të filluar, mbiemri Stirling është mjaft i zakonshëm si në Angli ashtu edhe në Skoci. Kjo do të thotë, nëse ekziston Kalaja Stirling, atëherë pse jo "Zoti Stirling"? Dhe pikërisht një person i tillë - prifti skocez Robert Stirling, më 27 shtator 1816, mori një patentë britanike për një motor që nuk kishte asnjë lidhje me motorin me avull! Për më tepër, motori i quajtur pas tij doli të ishte unik, pasi mund të funksiononte nga çdo burim nxehtësie!
Robert Stirling.
Në 1843, djali i tij James Stirling përdori motorin e babait të tij në një fabrikë ku punoi si inxhinier. Epo, tashmë në vitin 1938, u krijuan stiirlings me një kapacitet deri në 200 kf. dhe një efikasitet prej 30 përqind.
Parimi i funksionimit të këtij motori është alternimi i ngrohjes dhe ftohjes së lëngut të punës në një cilindër plotësisht të mbyllur. Zakonisht mjedisi i punës është ajri, por hidrogjeni dhe heliumi, si dhe freonet, dioksidi i azotit, propan-butani i lëngëzuar, madje edhe uji mund të përdoren. Për më tepër, mbetet i lëngshëm gjatë gjithë ciklit termodinamik. Kjo do të thotë, dizajni i motorit është jashtëzakonisht i thjeshtë dhe përdor vetinë e njohur të gazrave: vëllimi i tyre rritet nga ngrohja, dhe nga ftohja, zvogëlohet.
Një nga sterlina të shumta të bëra në shtëpi.
Motori Stirling përdor … "ciklin Stirling", i cili, për sa i përket efikasitetit të tij termodinamik, jo vetëm që nuk është më i keq se cikli Carnot, por madje ka disa përparësi. Në çdo rast, është "cikli Stirling" që ju lejon të merrni një motor pune të bërë nga një kanaçe kallaji e zakonshme në vetëm disa orë.
Pajisja Beta Stirling.
Vetë "Cikli Stirling" përfshin katër faza kryesore dhe dy ato kalimtare: ngrohjen, zgjerimin, kalimin në një burim të ftohtë, ftohjen, ngjeshjen dhe kalimin në një burim nxehtësie. Epo, ne marrim punë të dobishme në procesin e zgjerimit të vëllimit të gazit të nxehtë.
Faza 1
Faza 2
Faza 3
Faza 4
Cikli i punës i motorit Stirling të tipit beta: a - pistoni i zhvendosjes; b - pistoni i punës; c - volant; d - zjarri (zona e ngrohjes); e - fins ftohës (zona e ftohjes).
Punon kështu: ka dy cilindra dhe dy pistona. Një burim i jashtëm i nxehtësisë - dhe ato mund të jenë edhe djegia e drurit, madje edhe një djegës gazi, madje edhe rrezet e diellit - rrit temperaturën e gazit në pjesën e poshtme të cilindrit të shkëmbimit të nxehtësisë. Presioni lind dhe e shtyn pistonin e punës lart, dhe pistoni i zhvendosjes nuk përshtatet fort me muret e cilindrit. Më tej, volanti, duke rrotulluar, e shtyn atë poshtë.
Skema e përzierjes nga një kanaçe kallaji.
Në këtë rast, ajri i nxehtë nga fundi i cilindrit hyn në dhomën e ftohjes. Në dhomën e punës, megjithatë, ajo ftohet dhe tkurret, dhe pastaj pistoni i punës nxiton poshtë. Pistoni i zhvendosjes lëviz lart, dhe kështu ajri i ftohur lëviz në fund. Kështu cikli përsëritet. Në Stirling, lëvizja e pistonit të punës zhvendoset me 90 ° në krahasim me pistonin e zhvendosjes.
Foto e një përzierjeje nga një kanaçe kallaji.
Me kalimin e kohës, u shfaqën shumë modele të ndryshme të "stilimit", të emëruar pas shkronjave të alfabetit grek: alfa, beta, gama, të cilat kanë dallime në ciklin e punës. Dallimet themelore midis tyre janë të vogla dhe zbresin në rregullimin e cilindrave dhe madhësinë e pistoneve.
Motori Stirling me alternator linear.
Alpha Stirling ka dy pistona të veçantë të energjisë në cilindra të ndryshëm: të nxehtë dhe të ftohtë. Cilindri me pistonin e nxehtë ndodhet në shkëmbyesin e nxehtësisë, i cili ka një temperaturë më të lartë, dhe cilindri me pistonin e ftohtë, përkatësisht, në atë më të ftohtë. Rigjeneruesi (dmth shkëmbyesi i nxehtësisë) ndodhet midis pjesës së nxehtë dhe pjesës së ftohtë.
Beta Stirling ka vetëm një cilindër, të nxehtë në njërin skaj dhe të ftohtë në tjetrin. Pistoni lëviz brenda cilindrit (nga i cili hiqet fuqia) dhe zhvendosësi, i cili ndryshon vëllimin e zonës së tij të nxehtë. Gazi pompohet në skajin e nxehtë të cilindrit nga fundi i ftohtë i cilindrit përmes një rigjeneruesi.
Gamma Stirling gjithashtu ka një pistoni dhe një zhvendosës, dhe dy cilindra - të ftohtë (ku pistoni lëviz nga i cili hiqet fuqia) dhe i nxehtë (ku zhvendosësi lëviz, respektivisht). Rigjeneruesi është i jashtëm, në këtë rast lidh pjesën e nxehtë të cilindrit të dytë me atë të ftohtë dhe njëkohësisht me cilindrin e parë (të ftohtë). Rigjeneruesi i brendshëm në këtë rast është pjesë e zhvendosësit.
Ekzistojnë lloje të motorit Stirling që nuk bien nën këto tre lloje klasike: për shembull, motori rrotullues Stirling, në të cilin zgjidhen problemet e rrjedhjes dhe nuk ka asnjë mekanizëm fiksimi, pasi është rrotullues.
Çfarë është e mirë për përzierjet dhe pse janë të këqija? Para së gjithash, ato janë të gjithëpranishme dhe mund të përdorin çdo ndryshim të temperaturës, përfshirë atë midis shtresave të ndryshme të ujit në oqean. Djegia në to është e një natyre konstante, e cila siguron djegie efikase të karburantit, që do të thotë se mirëdashja e tij mjedisore është më e lartë. Për më tepër, nuk ka shter. Më pak nivel zhurme - nuk ka "shpërthime" në cilindra. Më pak dridhje, për shembull, me një përzierje beta. Lëngu i punës nuk konsumohet nga stilimi. Dizajni i motorit është jashtëzakonisht i thjeshtë, nuk kërkon mekanizma të shpërndarjes së gazit. Një starter nuk është i nevojshëm, ashtu siç nuk nevojitet një kuti ingranazhi.
Thjeshtësia dhe mungesa e një numri nyjesh "delikate" i japin "trazimit" një performancë të paparë për të gjithë motorët e tjerë në dhjetëra dhe qindra mijëra orë punë të vazhdueshme.
Nëndetësja suedeze "Gotland".
Stirlings janë shumë ekonomike. Kështu, shndërrimi i energjisë diellore në energji elektrike me anë të përzierjes jep një efikasitet më të lartë (deri në 31, 25%) sesa motorët e nxehtësisë që veprojnë në avull. Për këtë, "stilimi" është vendosur në fokusin e pasqyrës parabolike, e cila "ndjek" diellin në mënyrë që cilindri i tij të nxehet vazhdimisht. Ishte në një instalim të tillë në Kaliforni që rezultati i mësipërm u mor në vitin 2008, dhe tani ka një ndërtim të një stacioni të madh diellor në trazira. Ju mund t'i lidhni me guaskën e furrave të larta dhe më pas shkrirja e vazhdueshme e hekurit të derrit do të na japë shumë … energji të lirë, sepse tani kjo nxehtësi është tretur!
Në përgjithësi, ka vetëm një pengesë për stilimin. Mund të nxehet dhe pastaj menjëherë do të dështojë. Për më tepër, për të arritur efikasitet të lartë, gazi duhet të jetë nën presion shumë të lartë në cilindër. Hidrogjen ose helium. Dhe kjo është një saktësi e jashtëzakonshme e përshtatjes së të gjitha njësive të saj të punës dhe një yndyrat speciale me temperaturë të lartë. Epo, dimensionet … dhoma e djegies nuk është e nevojshme. Stirling nuk mund të jetojë pa të! Dhe ky është një vëllim shtesë dhe një sistem izolimi dhe ftohjeje!
Soryu është një nëndetëse japoneze e mundësuar nga motorët Stirling.
Sidoqoftë, ndryshimi i përparësive ka të ngjarë të hapë rrugën për motorët Stirling. Nëse vendosim mirëdashjen mjedisore në ballë, atëherë do të jetë e mundur t'i themi lamtumirë motorit me djegie të brendshme një herë e përgjithmonë. Për më tepër, shpresat e mëdha janë të lidhura me to për krijimin e termocentraleve premtues të energjisë diellore. Ato tashmë janë duke u përdorur si gjeneratorë autonomë për turistët. Dhe disa ndërmarrje kanë krijuar prodhimin e sterlinës, të cilat punojnë nga një furrë konvencionale e furrës me gaz. NASA po shqyrton gjithashtu opsionet për gjeneratorët e energjisë me bazë Stirling të mundësuar nga burimet e nxehtësisë bërthamore dhe radioizotopike. Në veçanti, është planifikuar të përdoret një stilim i tillë, i shoqëruar me një gjenerator elektrik, në ekspeditën hapësinore në Titan të planifikuar nga NASA.
"Unë hedh mbeturina" - paraqitja.
Shtë interesante që nëse filloni motorin Stirling në mënyrë të kundërt, domethënë, rrotulloni volantin nga një motor tjetër, atëherë ai do të funksionojë si një makinë ftohëse (cikli i kundërt i Stirling), dhe janë këto makina që dolën të ishin shumë efektive për prodhimin e gazrave të lëngshëm.
Epo, tani, meqenëse kemi një sit ushtarak, vërejmë se Stirlings u testuan në nëndetëset suedeze në vitet '60 të shekullit të kaluar. Dhe pastaj në 1988 Stirlings u bënë motori kryesor i nëndetëses së klasës Nakken. Me ta, ajo po lundronte nën ujë për më shumë se 10.000 orë. "Nakken" u pasua nga nëndetëset serike të tipit "Gotland", të cilat u bënë nëndetëset e para të pajisura me motorë Stirling, gjë që u lejon atyre të qëndrojnë nën ujë deri në 20 ditë. Sot, të gjitha nëndetëset e Marinës Suedeze kanë motorë lëvizës, dhe ndërtuesit suedezë të anijeve kanë përpunuar teknologjinë origjinale të instalimit të motorëve të tillë në nëndetëset konvencionale, duke prerë në to një ndarje shtesë me një sistem të ri shtytës. Ata punojnë me oksigjen të lëngshëm, i cili më pas përdoret në barkë për frymëmarrje, dhe vërehet se ato kanë nivele shumë të ulëta të zhurmës. Epo, mangësitë e lartpërmendura (madhësia dhe problemi i ftohjes) në një luftanije nëndetëse nuk janë të rëndësishme. Shembulli i suedezëve iu duk japonezëve të denjë për vëmendje, dhe tani Stirlings janë gjithashtu në nëndetëset japoneze të klasës "Soryu". Janë këta motorë që konsiderohen sot si motorët më premtues të të gjitha mënyrave për nëndetëset e gjeneratës së 5-të.
Dhe kështu duket stili i një studenti të Universitetit Shtetëror Penza Nikolai Shevelev.
Epo, tani pak për atë lloj … "rinie të keqe" që kemi. Më 1 shtator, unë vij tek studentët - inxhinierë të ardhshëm të motorëve, u bëj atyre pyetje tradicionale, çfarë lexojnë (praktikisht asgjë!), Çfarë u pëlqen (me këtë situata nuk është shumë më e mirë, por kryesisht këmbët janë të zëna, jo kreu!), Cilat revista teknike njihen - "Teknik i ri", "Dizajnues model", "Shkencë dhe teknologji", "Mekanikë popullore" … (asnjë!), Dhe pastaj një student më thotë se është i dashur për motorët. Një në 20, por kjo tashmë është diçka! Dhe pastaj ai më thotë se ai e bëri vetë motorin Stirling. Unë e di se si të bëj një motor të tillë nga një kanaçe e zakonshme kallaji, por më pas doli që ai bëri diçka shumë më efektive. Unë them: "Silleni atë!" - dhe ai solli. "Përshkruani se si e keni bërë atë!" - dhe ai e përshkroi, dhe mua më pëlqeu aq shumë "eseja" e tij saqë po e paraqes këtu pa asnjë ndryshim apo shkurtim.
Fillimi i punës është "kaos krijues".
“Gjithmonë më ka pëlqyer teknologjia, por veçanërisht motorët. Unë jam i angazhuar në mirëmbajtje, riparim dhe personalizim me interes të madh. Pasi mësova për motorin Stirling, u magjepsa nga ai si asnjë motor tjetër. Bota e stilimit është aq e larmishme dhe e madhe sa është thjesht e pamundur të përshkruhen të gjitha opsionet e mundshme për ekzekutimin e saj. Asnjë motor tjetër nuk do të japë një larmi të tillë për sa i përket dizajnit, dhe më e rëndësishmja, aftësinë për ta bërë atë vetë.
Unë kisha ide për të bërë një model të një motori nga një kanaçe kallaji dhe mjete të tjera të improvizuara, por nuk ishte në rregullat e mia për të bërë "gjithsesi dhe nga ajo që mori". Prandaj, vendosa ta marr seriozisht këtë detyrë, për të filluar me përgatitjen teorike. Kam studiuar literaturën në internet, por kërkimi nuk solli rezultatin e dëshiruar: rishikoni artikujt dhe videot, mungesën e vizatimeve për modelet e këtij motori. Modelet e përfunduara u shitën me një çmim shumë të lartë. Për më tepër, një dëshirë e madhe për të bërë gjithçka vetë, për të kuptuar parimin e funksionimit, për të korrigjuar dhe kryer teste, për të marrë punë të dobishme nga ky motor dhe madje të përpiqeni të gjeni përdorimin e tij në ekonomi.
"Duke e kthyer biznesin!" (Një student i zgjuar, ai filmoi të gjithë procesin e punës si një kujtim. I pranishëm, qytetar, dëshmi fotografike dokumentare … dhe ja ku janë!)
Pyeta në forume, dhe ata ndanë literaturën me mua. Ishte libri "Stirling Engines" (Autorë: G. Ryder dhe C. Hooper). Ajo pasqyroi të gjithë historinë e këtij lloji të ndërtimit të motorit, pse zhvillimi i shpejtë u ndal dhe ku ende përdoren këto motorë. Nga libri, mësova në mënyrë më të detajuar të gjitha proceset që ndodhin në motor, gjeta përgjigjet e pyetjeve me interes. Ishte interesante të lexoje, por doja të praktikohesha. Sigurisht, nuk kishte vizatime të modeleve të garazhit, si dhe në internet, mirë, natyrisht, përveç një modeli nga një kanaçe dhe gome shkumë.
Për lumturinë time të madhe, personi që shiti modelet e stilimit postoi një kurs për të bërë modele të tilla, ai e vendosi atë në atë kohë për 20 dollarë, unë i shkrova atij dhe pagova për kursin. Pasi shikova të gjitha videot, në secilën prej të cilave ai shpjegoi një lloj stilimi të caktuar, vendosa të bëj pikërisht stilimin me temperaturë të lartë të llojit gama. Meqenëse ai më interesoi me modelin, karakteristikat dhe pamjen e tij. Nga kursi i videos, mësova raportin e përafërt të diametrit të cilindrit, diametrat e pistonit, cilat pastrime, vrazhdësi duhet të jenë, cilat materiale duhet të përdoren në prodhim, disa nga nuancat e ndërtimit. Por askund nuk ishin në dispozicion madhësitë e motorëve të autorit, vetëm afërsisht raporti i madhësive të nyjeve.
Unë vetë jetoj në një fshat, mund të thuhet në periferi, nëna ime është një kontabiliste, dhe babai im është një marangoz, kështu që ishte disi e papërshtatshme t'u drejtohesha atyre për këshilla për ndërtimin e një motori. Dhe iu drejtova fqinjit tim, Genadi Valentinovich, për ndihmë, ai punoi në uzinën e shembur tani KZTM në Kuznetsk.
Në përgjithësi, të nesërmen Genadi Valentinovich më solli një fletë alumini rreth 1 m të gjatë dhe rreth 50 mm në diametër. Isha shumë i lumtur, pashë boshllëqet që më duheshin dhe të nesërmen shkova në shkollë për të provuar të mprehja ngrohësin dhe frigoriferin për motorin tim me djegie të brendshme. Unë u mpreha në një torno stërvitje (në të cilën punonte gjyshi Lenin).
Sigurisht, nuk kishte saktësi atje, pjesa e jashtme e ngrohësit doli të ishte mjaft e mirë, por vetë pjesa cilindrike nën pistoni ishte në një kon. Trudovik më shpjegoi se prerësja e mërzitshme përkulet, pasi makina për gjëra të tilla është mjaft e vogël dhe e dobët. Lind pyetja se çfarë të bëjmë tjetër … Ishte me fat që nëna ime në atë kohë punonte si llogaritare në një ndërmarrje private, e cila ishte një ish -fabrikë për riparimin e makinave. Valery Aleksandrovich (drejtori i kësaj uzine) doli të ishte një person i mrekullueshëm dhe më ndihmoi shumë, unë tashmë isha pajisur me një makinë profesionale sovjetike dhe një rrotullues që më ndihmoi. Gjërat shkuan më argëtuese, dhe fjalë për fjalë një javë më vonë, pothuajse gjithçka ishte gati, filloi montimi i motorit. Kishte momente interesante në ndërtim, për shembull: boshti, mbi të cilin ishte shtypur volanti, iu dha punëtorisë së mekanikës së saktë në një fabrikë tjetër (për të marrë saktësinë e nevojshme për kushinetat); frigoriferi u mpreh në një torno, dhe vendet për fiksuesit u bënë me një makinë bluarëse, volanti u blua në një mulli. Ishte shumë interesante dhe emocionuese për mua. Punëtorët në fabrikë menduan se isha student dhe po shkruaj një lloj pune shkencore. Unë u ula në fabrikë deri vonë në mbrëmje, dhe ata më sollën në shtëpi me makinën zyrtare të Valery Alexandrovich. Motori u ndez në një rreth të madh të punëtorëve të fabrikës, të gjithë ishin shumë të interesuar. Nisja ishte e suksesshme, por motori po punonte dobët.
Rezultati kurorëzon marrëveshjen! Këndi i stendës u dogj gjatë testimit.
Mangësitë u zbuluan, varen plastike u zëvendësuan me ato fluoroplastike, volanti u ndriçua dhe u balancua, pistoni mori një shtojcë fluoroplastike për transferim më të ulët të nxehtësisë dhe frigoriferi u bë me një zonë më të madhe ftohëse. Pas rregullimit të mirë, motori ka përmirësuar ndjeshëm performancën e tij teknike.
Unë vetë isha i kënaqur. Kur miqtë vijnë në shtëpinë time, gjëja e parë që bëjnë është të vijnë tek ai, kërkoni që ai të fillojë. Genadi Valentinovich voziti për të treguar stilin e punës së tij, të gjithë ishin shumë të interesuar, ata as nuk kishin nevojë të thërrisnin dikë, të gjithë u afruan, shikuan dhe u interesuan."
Emri i të riut është Nikolai Shevelev, dhe ai është kreu i grupit. E çova te dekani, dhe ne të tre patëm një bisedë shumë të mirë. Dhe pastaj u kujtova statistikat se vetëm 2% e popullsisë së botës është e mjaftueshme për të çuar përpara njerëzimin në rrugën e përparimit shkencor dhe teknologjik. Unë numërova numrin e përgjithshëm të studentëve dhe kuptova se … nuk ka nevojë të shqetësohesh shumë. Me njerëz si Nikolai, përparimi do të jetë akoma i garantuar për ne!
