Do-it-yourself Stirlingov motor s vanjskim izgaranjem. Izrađujemo Stirlingov motor vlastitim rukama. Kako napraviti Stirlingov motor kod kuće? Prednosti Stirlingovog motora. Radni materijali

Stirlingov motor - toplinski stroj u kojem se radni fluid, u obliku plina ili tekućine, kreće u zatvorenom volumenu, vrsta motora s vanjskim izgaranjem. Temelji se na periodičnom zagrijavanju i hlađenju radnog fluida uz izvlačenje energije iz nastale promjene volumena radnog fluida. Može raditi ne samo od izgaranja goriva, već i od bilo kojeg izvora topline.

Toplinski stroj u kojem radni fluid, u obliku plin ili tekućina, kreće se u zatvorenom volumenu, vrsta motora s vanjskim izgaranjem.

temelji se na periodičnom zagrijavanju i hlađenju radnog fluida uz oduzimanje energije iz nastale promjene volumena radnog fluida. Može raditi ne samo od izgaranja goriva, već i od bilo kojeg izvora topline.

Riža. 1. Stirlingov motor

@ https://dvigyn.com/?p=1032

U 19. stoljeću inženjeri su željeli stvoriti sigurnu zamjenu za tadašnje parne strojeve, čiji su kotlovi često eksplodirali zbog visokog pritiska pare i neprikladnih materijala za njihovu izradu. S kreacijom se pojavila dobra opcija Stirlingov motor, koji bi svaku temperaturnu razliku mogao pretvoriti u rad.

Prvi ga je patentirao škotski svećenik Robert Stirling 27. rujna 1816. (engleski patent br. 4081). Međutim, prva osnovna motora vrući zrak” bili poznati još krajem 17. stoljeća, davno prije Stirlinga. Stirlingovo postignuće je dodavanje čvora, koje je nazvao "ekonomija". U modernoj znanstvenoj literaturi ovaj se čvor naziva "regenerator". Povećava performanse motora zadržavajući toplinu u toplom dijelu motora dok se radna tekućina hladi. Ovaj proces uvelike poboljšava učinkovitost sustava. Najčešće je regenerator komora ispunjena žicom, granulama, valovitom folijom (nabori idu u smjeru strujanja plina).

Princip rada Stirlingovog motora:

Osnovni princip rada Stirlingov motor sastoji se u stalnom naizmjeničnom zagrijavanju i hlađenju radnog fluida, na primjer, plina, u zatvorenom cilindru.

Poznato je da se plin zagrijavanjem njegov volumen povećava, a hlađenjem smanjuje. Ovo svojstvo plinova je u osnovi rada Stirlingov motor.

Koristi Stirlingov ciklus, koji po termodinamičkoj učinkovitosti nije inferioran Carnotovom ciklusu, čak ima i prednost. Činjenica je da se Carnotov ciklus sastoji od izotermi i adijabata koji se malo razlikuju jedni od drugih. Praktična provedba ovog ciklusa ne obećava. Stirlingov ciklus omogućio je dobivanje motora koji u praksi radi u prihvatljivoj veličini.

Riža. 2. Dijagram "tlak-volumen" idealiziranog Stirlingovog ciklusa

Stirlingov ciklus se sastoji od četiri faze i odvajaju ga dvije prijelazne faze:

– toplina,

– proširenje,

– prelazak na izvor hladnoće,

– hlađenje,

– kompresija

– i prijelaz na izvor topline.

Dakle, kada se kreće od toplog izvora do hladnog izvora, plin u cilindru se širi i skuplja. U tom se slučaju mijenja tlak, zbog čega se može dobiti koristan rad.

Zagrijavanje i hlađenje radnog fluida (odjeljci 4 i 2) vrši se pomoću istiskivača. U idealnom slučaju, količina topline koju ispušta i oduzima ista je ista. Koristan rad se obavlja samo zahvaljujući izotermama, odnosno ovisi o razlici temperature između grijača i hladnjaka, kao u Carnotovom ciklusu.

Radni ciklus Stirlingov motor beta tip (najčešći) izgleda ovako:

Riža. 2. Radni ciklus Stirlingovog motora

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

gdje je: a - klip za pomicanje; b - radni klip; c - zamašnjak; d - požar (područje grijanja); e - rebra za hlađenje (područje hlađenja).

1. Vanjski izvor topline zagrijava plin na dnu cilindra za izmjenu topline. Stvoreni tlak gura radni klip prema gore (imajte na umu da klip za istiskivanje ne priliježe tijesno uz stijenke).

2. Zamašnjak gura potisni klip prema dolje, pomičući tako zagrijani zrak od dna do rashladne komore.

3. Zrak se hladi i skuplja, radni klip se spušta.

4. Potisni klip se diže, pomičući tako ohlađeni zrak prema dnu. I ciklus se ponavlja.

NA Stirlingov stroj kretanje radnog klipa pomaknuto je za 90° u odnosu na kretanje potisnog klipa. Ovisno o predznaku tog pomaka, stroj može biti motor ili dizalica topline. S pomakom od 0° stroj ne proizvodi nikakav rad (osim gubitaka trenjem) i ne proizvodi ga.

Prednosti Stirlingovog motora:

- motor "svejedi". Stirlingov motor može raditi na gotovo bilo kojoj temperaturnoj razlici: na primjer, između različitih slojeva vode u oceanu, od sunca, od nuklearnog ili izotopnog grijača, peći na ugljen ili drva, itd.,

– jednostavnost dizajna - dizajn motor vrlo jednostavno, ne zahtijeva dodatne sustave kao što je mehanizam za distribuciju plina. Pokreće se sam i ne treba mu starter,

- povećani resurs - jednostavnost dizajna, odsutnost mnogih "osjetljivih" čvorova omogućuje Stirlingovom motoru da pruži neviđenu marginu performansi za druge motore od desetaka i stotina tisuća sati neprekidnog rada,

– isplativost – za iskorištavanje pojedinih vrsta toplinske energije, posebno pri maloj temperaturnoj razlici, motora Stirlingovi motori često su najučinkovitije vrste motora. Na primjer, u slučaju pretvaranja sunčeve energije u električnu, "stirlings" ponekad daju veću učinkovitost (do 31,25%) od parnih strojeva,

- ekološka prihvatljivost - "stirling" nema ispuh,što znači da je njegova razina buke mnogo manja od klipa motora unutarnje izgaranje. Beta-stirling s rombičnim mehanizmom savršeno je izbalansiran uređaj i uz dovoljno visoku kvalitetu izrade ima izuzetno nisku razinu vibracija (amplituda vibracija je manja od 0,0038 mm). Sam Stirling nema nikakvih dijelova ili procesa koji mogu doprinijeti zagađenju okoliša. Ne troši radnu tekućinu. Ekološka prihvatljivost motora je prvenstveno zbog ekološke prihvatljivosti izvora topline,

– učinkovitost motor Stirling je do 45%.

Konfiguracija i dizajn Stirlingovog motora:

Postoji nekoliko konfiguracija motor Stirling:

– alfa Stirling- sadrži dva odvojena pogonska klipa u odvojenim cilindrima, jedan je vruć, drugi je hladan. Cilindar s vrućim klipom nalazi se u izmjenjivaču topline s višom temperaturom, s hladnim klipom - u hladnijem.

Riža. 3. α-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

Kod ove vrste motor omjer snage i volumena je prilično visok, ali, nažalost, visoka temperatura "vrućeg" klipa stvara određene tehničke poteškoće. Regenerator se nalazi između vrućeg dijela spojne cijevi i hladna

– beta-stirling- postoji samo jedan cilindar, vruć na jednom kraju, a hladan na drugom. Klip (iz kojeg se oduzima snaga) i istiskivač pomiču se unutar cilindra, odvajajući vruće i hladne šupljine.

Riža. 4. β-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

Plin se pumpa iz hladnog dijela cilindra u vrući dio kroz regenerator. Regenerator može biti vanjski, kao dio izmjenjivača topline, ili može biti kombiniran s potisnim klipom,

– Gama Stirling- tu su i klip i istiskivač, ali u isto vrijeme postoje dva cilindra - jedan hladan (tu se kreće klip, iz kojeg se oduzima snaga), a drugi je vruć s jednog kraja i hladan s drugog ( istiskivač se tamo pomiče).

Riža. 5. γ-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

Regenerator može biti vanjski, u tom slučaju povezuje vrući dio drugog cilindra s hladnim i istovremeno s prvim (hladnim) cilindrom. Unutarnji regenerator dio je istiskivača.

Primjena Stirlingovog motora:

Primjenjivo u slučajevima kada je potreban mali pretvarač Termalna energija, jednostavnog dizajna, ili kada je učinkovitost drugih toplinskih motora ispada da je niža, na primjer, ako temperaturna razlika nije dovoljna za rad parne ili plinske turbine:

– univerzalni izvori električne energije,

– pumpe,

– toplinske pumpe,

– rashladna tehnika.

Možete, naravno, kupiti prekrasne tvorničke modele Stirlingovih motora, kao na primjer u ovoj kineskoj internetskoj trgovini. Međutim, ponekad želite sami stvoriti i napraviti stvar, čak i iz improviziranih sredstava. Na našoj web stranici već postoji nekoliko opcija za izradu ovih motora, au ovoj publikaciji pogledajte vrlo jednostavnu opciju za izradu kod kuće.

Pogledajte dolje za 3 DIY opcije.

Dmitrij Petrakov je na zahtjev javnosti snimio detaljne upute za sastavljanje snažnog Stirlingovog motora u odnosu na njegove dimenzije i količinu potrošene topline. Ovaj model koristi materijale dostupne svakom gledatelju i uobičajene materijale - svatko ih može nabaviti. Sve veličine predstavljene u ovom videu odabrao je autor na temelju dugogodišnjeg iskustva sa Stirlingsima ovog dizajna i za ovaj konkretan primjer one su optimalne.

Ovaj model koristi materijale dostupne svakom gledatelju i uobičajene materijale, tako da ih svatko može nabaviti. Sve veličine prikazane u ovom videu odabrane su na temelju dugogodišnjeg iskustva sa Stirlingsima ovog dizajna i za ovaj konkretan primjer su optimalne.

S osjećajem, smislom i rasporedom.

Stirlingov motor u radu s opterećenjem (vodena pumpa).

Vodena pumpa, sastavljena kao radni prototip, dizajnirana je za uparivanje sa Stirlingovim motorima. Posebnost pumpe leži u maloj potrošnji energije potrebnoj za njezin rad: takva konstrukcija koristi samo mali dio dinamičkog unutarnjeg radnog volumena motora, čime minimalno utječe na njegove performanse.

Stirling motor iz limenke

Za izradu će vam trebati improvizirani materijali: limenka konzervirane hrane, mali komad pjenaste gume, CD, dva vijka i spajalice.

Pjenasta guma je jedan od najčešćih materijala koji se koristi u proizvodnji Stirlingovih motora. Od njega se izrađuje istiskivač motora. Iz komada naše pjenaste gume izrežemo krug, napravimo njegov promjer dva milimetra manji od unutarnjeg promjera limenke, a visina je nešto veća od polovice.

U sredini poklopca izbušimo rupu u koju zatim umetnemo klipnjaču. Za glatko kretanje klipnjače, napravimo spiralu od spajalice i zalemimo je na poklopac.

Vijkom probušimo krug od pjenaste gume u sredini i pričvrstimo ga podloškom odozgo i odozdo podloškom i maticom. Nakon toga spajalicu pričvrstimo lemljenjem, prethodno je ispravivši.

Sada zataknemo istiskivač u unaprijed napravljenu rupu na poklopcu i hermetički zalemimo poklopac i staklenku. Na kraju spajalice napravimo malu omču i izbušimo još jednu rupu u poklopcu, ali malo više od prve.

Izrađujemo cilindar od kositra pomoću lemljenja.

Gotov cilindar pričvrstimo na teglu lemilicom, tako da na mjestu lemljenja ne ostanu praznine.

Iz spajalice izrađujemo radilicu. Razmak koljena trebao bi biti pod kutom od 90 stupnjeva. Koljeno, koje će visinom biti iznad cilindra, veće je od drugog za 1-2 mm.

Izrađujemo police za osovinu od spajalica. Izrada opne Da bismo to učinili, na cilindar stavimo plastičnu foliju, malo je gurnemo prema unutra i navojem pričvrstimo na cilindar.

Klipnjača koju treba pričvrstiti na membranu je napravljena od spajalice i umetnuta u komad gume. Duljina klipnjače mora biti izrađena na takav način da se u donjem mrtvom središtu osovine membrana uvlači u cilindar, a na najvišem, naprotiv, produžuje se. Druga klipnjača je konfigurirana na isti način.

Klipnjaču zalijepimo gumom na membranu, a drugu pričvrstimo na istiskivač.

Noge iz spajalica za papir pričvrstimo na staklenku pomoću lemilice i pričvrstimo zamašnjak na ručicu. Na primjer, možete koristiti CD.

Stirlingov motor napravljen kod kuće. Sada ostaje donijeti toplinu ispod staklenke - zapaliti svijeću. I nakon nekoliko sekundi gurnite zamašnjak.

Kako napraviti jednostavan Stirlingov motor (s fotografijama i video zapisom)

www.newphysicist.com

Napravimo Stirlingov motor.

Stirlingov motor je toplinski stroj koji radi cikličkim sažimanjem i širenjem zraka ili drugog plina (radnog fluida) na različitim temperaturama tako da dolazi do neto pretvorbe toplinske energije u mehanički rad. Preciznije, Stirlingov motor je regenerativni toplinski motor zatvorenog ciklusa s stalno plinovitim radnim fluidom.

Stirlingovi strojevi su učinkovitiji od parnih strojeva i mogu doseći 50% učinkovitosti. Također mogu raditi tiho i mogu koristiti gotovo svaki izvor topline. Izvor toplinske energije generira se izvan Stirlingovog motora, a ne unutarnjim izgaranjem, kao što je slučaj kod Otto motora ili motora s dizelskim ciklusom.

Stirlingovi motori su kompatibilni s alternativnih i obnovljivih izvora energije, jer mogu postati značajniji kako cijena tradicionalnih goriva raste, te u svjetlu problema kao što su iscrpljivanje rezervi nafte i promjena klime.

U ovom projektu dat ćemo vam jednostavne upute za stvaranje vrlo jednostavnog motor Uradi sam Stirling pomoću epruvete i šprice .

Kako napraviti jednostavan Stirlingov motor - video

Komponente i koraci za izradu Stirlingovog motora

1. Komad tvrdog drveta ili šperploče

Ovo je osnova za vaš motor. Dakle, mora biti dovoljno krut da podnese pokrete motora. Zatim napravite tri male rupe kao što je prikazano na slici. Također možete koristiti šperploču, drvo itd.

2. Mramorne ili staklene perle

U Stirlingovom motoru ove kuglice imaju važnu funkciju. U ovom projektu, mramor djeluje kao istiskivač vrućeg zraka s tople strane epruvete na hladnu stranu. Kad mramor istisne vrući zrak, on se hladi.

3. Palice i vijci

Klinovi i vijci koriste se za držanje cijevi u udobnom položaju za slobodno kretanje u bilo kojem smjeru bez ikakvog prekida.

4. Gumeni komadi

Kupite gumicu i izrežite je na sljedeće oblike. Koristi se za sigurno držanje cijevi i održavanje njezine nepropusnosti. Ne smije biti curenja na ušću cijevi. Ako je tako, projekt neće biti uspješan.

5. Šprica

Štrcaljka je jedan od najvažnijih i najpokretnijih dijelova jednostavnog Stirlingovog motora. Dodajte malo maziva u unutrašnjost šprice tako da se klip može slobodno kretati unutar cijevi. Dok se zrak širi unutar epruvete, gura klip prema dolje. Kao rezultat, cijev štrcaljke se pomiče prema gore. U isto vrijeme, kliker se kotrlja prema vrućoj strani cijevi i gura vrući zrak van i uzrokuje njegovo hlađenje (smanjenje volumena).

6. Epruveta Epruveta je najvažnija i radna komponenta jednostavnog Stirlingovog motora. Epruveta je izrađena od određene vrste stakla (kao što je borosilikatno staklo) koje je vrlo otporno na toplinu. Tako se može zagrijati na visoke temperature.

Kako radi Stirlingov motor?

Neki ljudi kažu da su Stirlingovi motori jednostavni. Ako je to točno, onda su baš poput velikih jednadžbi fizike (npr. E = mc2) jednostavne: jednostavne su na površini, ali bogatije, složenije i potencijalno vrlo zbunjujuće dok ih ne shvatite. Mislim da je sigurnije razmišljati o Stirlingovim motorima kao o složenima: mnogi vrlo loši YouTube videozapisi pokazuju kako ih je lako "objasniti" na vrlo nepotpun i nezadovoljavajući način.

Po mom mišljenju, ne možete razumjeti Stirlingov motor samo tako da ga napravite ili promatrate kako radi izvana: morate ozbiljno razmisliti o ciklusu koraka kroz koje prolazi, što se događa s plinom unutra i kako se razlikuje od što se događa u konvencionalnom parnom stroju.

Sve što je potrebno za rad motora je prisutnost temperaturne razlike između toplih i hladnih dijelova plinske komore. Napravljeni su modeli koji mogu raditi samo s temperaturnom razlikom od 4 °C, iako će tvornički motori vjerojatno raditi s razlikom od nekoliko stotina stupnjeva. Ovi motori mogu postati najučinkovitiji oblik motora s unutarnjim izgaranjem.

Stirlingovi motori i koncentrirana sunčeva energija

Stirlingovi motori pružaju zgodnu metodu pretvaranja toplinske energije u gibanje koje može pokretati generator. Najčešći raspored je da se motor nalazi u središtu paraboličnog zrcala. Ogledalo će biti montirano na tracker kako bi se sunčeve zrake fokusirale na motor.

* Stirlingov motor kao prijemnik

Možda ste se igrali s konveksnim lećama tijekom školskih dana. Koncentriranje sunčeve energije za spaljivanje lista papira ili šibice, jesam li u pravu? Nove tehnologije se razvijaju iz dana u dan. Koncentrirana sunčeva toplinska energija ovih dana dobiva sve više pažnje.

Gore je kratki video jednostavnog motora iz epruvete koji koristi staklene kuglice kao pogonsko gorivo i staklenu štrcaljku kao klip sile.

Ovaj jednostavni Stirlingov motor izgrađen je od materijala koji su dostupni u većini školskih znanstvenih laboratorija i mogu se koristiti za demonstraciju jednostavnog toplinskog motora.

Dijagram tlak-volumen po ciklusu

Proces 1 → 2 Širenje radnog plina na vrućem kraju cijevi, toplina se prenosi na plin i plin se širi, povećavajući volumen i gurajući klip štrcaljke prema gore.

Proces 2 → 3 Kako se kliker kreće prema vrućem kraju cijevi, plin se tjera od vrućeg kraja cijevi prema hladnom kraju, a dok se plin kreće, odaje toplinu stijenci cijevi.

Proces 3 → 4 Toplina se uklanja iz radnog plina i volumen se smanjuje, klip štrcaljke se pomiče prema dolje.

Proces 4 → 1 Završava petlju. Radni plin kreće se od hladnog kraja cijevi prema vrućem kraju dok ga klikeri istiskuju, primajući toplinu od stijenke cijevi dok se kreće, povećavajući tako tlak plina.

Stirlingov motor, nekada poznat, dugo je bio zaboravljen zbog raširene uporabe drugog motora (s unutarnjim izgaranjem). Ali danas sve više čujemo o njemu. Možda ima priliku postati popularniji i pronaći svoje mjesto u novoj modifikaciji u modernom svijetu?

Priča

Stirlingov motor je toplinski stroj koji je izumljen početkom devetnaestog stoljeća. Autor je, kao što znate, izvjesni Stirling po imenu Robert, svećenik iz Škotske. Uređaj je motor s vanjskim izgaranjem, gdje se tijelo kreće u zatvorenom spremniku, stalno mijenjajući svoju temperaturu.

Zbog širenja druge vrste motora, gotovo je zaboravljen. Ipak, zahvaljujući svojim prednostima, Stirlingov motor (mnogi amateri ga grade kod kuće vlastitim rukama) danas se ponovno vratio.

Glavna razlika u odnosu na motor s unutarnjim izgaranjem je u tome što toplinska energija dolazi izvana, a ne stvara se u samom motoru, kao kod motora s unutarnjim izgaranjem.

Princip rada

Možete zamisliti zatvoreni volumen zraka zatvoren u kućištu koje ima membranu, odnosno klip. Kada se tijelo zagrije, zrak se širi i vrši rad, savijajući tako klip. Zatim dolazi do hlađenja i ponovno se savija. Ovo je ciklus mehanizma.

Nije ni čudo što se mnogi termoakustički Stirlingovi motori "uradi sam" izrađuju kod kuće. Alati i materijali za to zahtijevaju minimum koji svatko ima u svom domu. Pogledajmo dva različita načina kako je lako stvoriti.

Radni materijali

Za izradu Stirlingovog motora vlastitim rukama trebat će vam sljedeći materijali:

• kositar;
• čelična žbica;
• mjedena cijev;
• pila za metal;
• datoteka;
• drveni stalak;
• škare za metal;
• detalji pričvršćivača;
• lemilica;
• lemljenje;
• lem;
• mašina.

To je sve. Ostalo je stvar jednostavne tehnike.

Kako to učiniti

Ložište i dva cilindra za bazu pripremaju se od kositra, od kojih će se sastojati Stirlingov motor, izrađen ručno. Dimenzije se odabiru neovisno, uzimajući u obzir svrhe za koje je ovaj uređaj namijenjen. Pretpostavimo da se motor radi u demonstracijske svrhe. Tada će zamah glavnog cilindra biti od dvadeset do dvadeset pet centimetara, ne više. Ostali dijelovi bi trebali pristajati uz njega.

Na vrhu cilindra za pomicanje klipa napravljene su dvije izbočine i rupe promjera četiri do pet milimetara. Elementi će djelovati kao ležajevi za položaj koljenastog uređaja.

Zatim se izrađuje radno tijelo motora (postat će obična voda). Kositreni krugovi zalemljeni su na cilindar koji je smotan u cijev. U njima se naprave rupe i umetnu mjedene cijevi duljine od dvadeset pet do trideset pet centimetara i promjera od četiri do pet milimetara. Na kraju se provjerava koliko je komora stegnuta punjenjem vodom.

Zatim dolazi red na istiskivač. Za proizvodnju se uzima praznina od drveta. Na stroju postižu da poprima oblik pravilnog cilindra. Displacer treba biti nešto manji od promjera cilindra. Optimalna visina odabire se nakon što se Stirlingov motor izradi ručno. Stoga bi u ovoj fazi duljina trebala pretpostaviti određenu marginu.

Žbica je pretvorena u šipku cilindra. U sredini drvene posude napravite rupu prikladnu za stabljiku, umetnite je. U gornjem dijelu šipke potrebno je predvidjeti mjesto za uređaj klipnjače.

Zatim uzimaju bakrene cijevi dužine četiri i pol centimetra i promjera dva i pol centimetra. Na cilindar je zalemljen krug od kositra. Sa strane na zidovima napravljena je rupa za komunikaciju spremnika s cilindrom.

Klip se također podešava na tokarskom stroju na promjer velikog cilindra s unutarnje strane. Na vrhu je šipka spojena na šarke.

Montaža je završena i mehanizam je podešen. Da biste to učinili, klip je umetnut u veći cilindar, a potonji je povezan s drugim manjim cilindrom.

Mehanizam radilice izgrađen je na velikom cilindru. Popravite dio motora lemilom. Glavni dijelovi su pričvršćeni na drvenu podlogu.

Cilindar se napuni vodom, a ispod dna se stavi svijeća. Stirlingov motor, izrađen ručno od početka do kraja, provjerava se radi performansi.

Drugi način: materijali

Motor se može napraviti i na drugi način. Za to će vam trebati sljedeći materijali:

• kositar;
• pjenasta guma;
• Spajalice;
• diskovi;
• dva vijka.

Kako to učiniti

Pjenasta guma se vrlo često koristi za izradu jednostavnog, ne snažnog Stirlingovog motora kod kuće vlastitim rukama. Iz njega se priprema istiskivač za motor. Izrežite krug od pjene. Promjer bi trebao biti nešto manji od promjera limenke, a visina nešto veća od polovine.

U sredini poklopca napravljena je rupa za buduću klipnjaču. Kako bi sve išlo glatko, spajalica se smota u spiralu i zalemi na poklopac.

Pjenasti krug u sredini je probušen tankom žicom s vijkom i fiksiran na vrhu podloškom. Zatim spojite komad spajalice lemljenjem.

Displacer se ugura u rupu na poklopcu i staklenka se spoji na poklopac lemljenjem radi brtvljenja. Na spajalici se napravi mala omča, a na poklopcu se napravi još jedna, veća rupa.

Lim se smota u cilindar i zalemi, a zatim pričvrsti na limenku tako da uopće nema praznina.

Spajalica se pretvara u radilicu. Razmak bi trebao biti točno devedeset stupnjeva. Koljeno iznad cilindra je malo veće od drugog.

Preostale spajalice pretvaraju se u police za osovinu. Membrana se izrađuje na sljedeći način: cilindar se omota polietilenskom folijom, pritisne i pričvrsti navojem.

Klipnjača se izrađuje od spajalice koja se umetne u komad gume, a gotov dio se pričvrsti na membranu. Duljina klipnjače je takva da je na donjoj točki osovine membrana uvučena u cilindar, a na najvišoj točki je produžena. Drugi dio klipnjače izrađen je na isti način.

Zatim se jedan lijepi na membranu, a drugi na istiskivač.

Noge limenki također se mogu izraditi od spajalica i zalemiti. Za ručicu se koristi CD.

Ovdje je cijeli mehanizam. Ostaje samo zamijeniti i zapaliti svijeću ispod nje, a zatim gurnuti kroz zamašnjak.

Zaključak

Takav je niskotemperaturni Stirlingov motor (izgrađen vlastitim rukama). Naravno, u industrijskim razmjerima takvi se uređaji proizvode na potpuno drugačiji način. Međutim, princip ostaje isti: volumen zraka se zagrijava, a zatim hladi. I to se stalno ponavlja.

Na kraju, pogledajte ove crteže Stirlingovog motora (možete to učiniti sami bez posebnih vještina). Možda ste se već zapalili idejom, a želite napraviti nešto slično?

Stirlingov motor, nekada poznat, dugo je bio zaboravljen zbog raširene uporabe drugog motora (s unutarnjim izgaranjem). Ali danas sve više čujemo o njemu. Možda ima priliku postati popularniji i pronaći svoje mjesto u novoj modifikaciji u modernom svijetu?

Priča

Stirlingov motor je toplinski stroj koji je izumljen početkom devetnaestog stoljeća. Autor je, kao što znate, izvjesni Stirling po imenu Robert, svećenik iz Škotske. Uređaj je motor s vanjskim izgaranjem, gdje se tijelo kreće u zatvorenom spremniku, stalno mijenjajući svoju temperaturu.

Zbog širenja druge vrste motora, gotovo je zaboravljen. Ipak, zahvaljujući svojim prednostima, Stirlingov motor (mnogi amateri ga grade kod kuće vlastitim rukama) danas se ponovno vratio.

Glavna razlika u odnosu na motor s unutarnjim izgaranjem je u tome što toplinska energija dolazi izvana, a ne stvara se u samom motoru, kao kod motora s unutarnjim izgaranjem.

Princip rada

Možete zamisliti zatvoreni volumen zraka zatvoren u kućištu koje ima membranu, odnosno klip. Kada se tijelo zagrije, zrak se širi i vrši rad, savijajući tako klip. Zatim dolazi do hlađenja i ponovno se savija. Ovo je ciklus mehanizma.

Nije ni čudo što se mnogi termoakustički Stirlingovi motori "uradi sam" izrađuju kod kuće. Alati i materijali za to zahtijevaju minimum koji svatko ima u svom domu. Pogledajmo dva različita načina kako je lako stvoriti.

Radni materijali

Za izradu Stirlingovog motora vlastitim rukama trebat će vam sljedeći materijali:

• kositar;
• čelična žbica;
• mjedena cijev;
• pila za metal;
• datoteka;
• drveni stalak;
• škare za metal;
• detalji pričvršćivača;
• lemilica;
• lemljenje;
• lem;
• mašina.

To je sve. Ostalo je stvar jednostavne tehnike.

Kako to učiniti

Ložište i dva cilindra za bazu pripremaju se od kositra, od kojih će se sastojati Stirlingov motor, izrađen ručno. Dimenzije se odabiru neovisno, uzimajući u obzir svrhe za koje je ovaj uređaj namijenjen. Pretpostavimo da se motor radi u demonstracijske svrhe. Tada će zamah glavnog cilindra biti od dvadeset do dvadeset pet centimetara, ne više. Ostali dijelovi bi trebali pristajati uz njega.

Na vrhu cilindra za pomicanje klipa napravljene su dvije izbočine i rupe promjera četiri do pet milimetara. Elementi će djelovati kao ležajevi za položaj koljenastog uređaja.

Zatim se izrađuje radno tijelo motora (postat će obična voda). Kositreni krugovi zalemljeni su na cilindar koji je smotan u cijev. U njima se naprave rupe i umetnu mjedene cijevi duljine od dvadeset pet do trideset pet centimetara i promjera od četiri do pet milimetara. Na kraju se provjerava koliko je komora stegnuta punjenjem vodom.

Zatim dolazi red na istiskivač. Za proizvodnju se uzima praznina od drveta. Na stroju postižu da poprima oblik pravilnog cilindra. Displacer treba biti nešto manji od promjera cilindra. Optimalna visina odabire se nakon što se Stirlingov motor izradi ručno. Stoga bi u ovoj fazi duljina trebala pretpostaviti određenu marginu.

Žbica je pretvorena u šipku cilindra. U sredini drvene posude napravite rupu prikladnu za stabljiku, umetnite je. U gornjem dijelu šipke potrebno je predvidjeti mjesto za uređaj klipnjače.

Zatim uzimaju bakrene cijevi dužine četiri i pol centimetra i promjera dva i pol centimetra. Na cilindar je zalemljen krug od kositra. Sa strane na zidovima napravljena je rupa za komunikaciju spremnika s cilindrom.

Klip se također podešava na tokarskom stroju na promjer velikog cilindra s unutarnje strane. Na vrhu je šipka spojena na šarke.

Montaža je završena i mehanizam je podešen. Da biste to učinili, klip je umetnut u veći cilindar, a potonji je povezan s drugim manjim cilindrom.

Mehanizam radilice izgrađen je na velikom cilindru. Popravite dio motora lemilom. Glavni dijelovi su pričvršćeni na drvenu podlogu.

Cilindar se napuni vodom, a ispod dna se stavi svijeća. Stirlingov motor, izrađen ručno od početka do kraja, provjerava se radi performansi.

Drugi način: materijali

Motor se može napraviti i na drugi način. Za to će vam trebati sljedeći materijali:

• kositar;
• pjenasta guma;
• Spajalice;
• diskovi;
• dva vijka.

Kako to učiniti

Pjenasta guma se vrlo često koristi za izradu jednostavnog, ne snažnog Stirlingovog motora kod kuće vlastitim rukama. Iz njega se priprema istiskivač za motor. Izrežite krug od pjene. Promjer bi trebao biti nešto manji od promjera limenke, a visina nešto veća od polovine.

U sredini poklopca napravljena je rupa za buduću klipnjaču. Kako bi sve išlo glatko, spajalica se smota u spiralu i zalemi na poklopac.

Pjenasti krug u sredini je probušen tankom žicom s vijkom i fiksiran na vrhu podloškom. Zatim spojite komad spajalice lemljenjem.

Displacer se ugura u rupu na poklopcu i staklenka se spoji na poklopac lemljenjem radi brtvljenja. Na spajalici se napravi mala omča, a na poklopcu se napravi još jedna, veća rupa.

Lim se smota u cilindar i zalemi, a zatim pričvrsti na limenku tako da uopće nema praznina.

Spajalica se pretvara u radilicu. Razmak bi trebao biti točno devedeset stupnjeva. Koljeno iznad cilindra je malo veće od drugog.

Preostale spajalice pretvaraju se u police za osovinu. Membrana se izrađuje na sljedeći način: cilindar se omota polietilenskom folijom, pritisne i pričvrsti navojem.

Klipnjača se izrađuje od spajalice koja se umetne u komad gume, a gotov dio se pričvrsti na membranu. Duljina klipnjače je takva da je na donjoj točki osovine membrana uvučena u cilindar, a na najvišoj točki je produžena. Drugi dio klipnjače izrađen je na isti način.

Zatim se jedan lijepi na membranu, a drugi na istiskivač.

Noge limenki također se mogu izraditi od spajalica i zalemiti. Za ručicu se koristi CD.

Ovdje je cijeli mehanizam. Ostaje samo zamijeniti i zapaliti svijeću ispod nje, a zatim gurnuti kroz zamašnjak.

Zaključak

Takav je niskotemperaturni Stirlingov motor (izgrađen vlastitim rukama). Naravno, u industrijskim razmjerima takvi se uređaji proizvode na potpuno drugačiji način. Međutim, princip ostaje isti: volumen zraka se zagrijava, a zatim hladi. I to se stalno ponavlja.

Na kraju, pogledajte ove crteže Stirlingovog motora (možete to učiniti sami bez posebnih vještina). Možda ste se već zapalili idejom, a želite napraviti nešto slično?

Stirlingov motor je motor koji može raditi na toplinsku energiju. U ovom slučaju, izvor topline apsolutno nije bitan. Glavna stvar je da postoji temperaturna razlika, u kojem slučaju će ovaj motor raditi. Autor se dosjetio kako napraviti model takvog motora od limenke Coca-Cole.

U završnoj fazi, poklopac se mora rezati kao što je prikazano na slici. To se radi tako da se žica za pomicanje ne prilijepi za rubove poklopca. Za takav rad prikladne su pomoćne škare.

Kao rezultat, s jedne strane vate potrebno je oblikovati spiralu od žice kako ne bi izlazila iz vate, a s druge strane od žice se napravi omča. Zatim se na ovu petlju veže konac za pecanje, koji se zatim provlači kroz središte dijafragme. Vulkanizirana guma treba biti u sredini posude.