Silnik Stirlinga

Dzisiaj porozmawiamy o typie silnika innego niż ten, który jest konwencjonalnie używany do spalania wewnętrznego. W pojazdach ten typ silnika jest napędzany przez paliwa kopalne których wydajność nie jest zbyt dobra. W takim przypadku przedstawiamy Ci silnik Stirlinga. Jest to silnik techniczny o większej sprawności niż silnik benzynowy czy wysokoprężny. W ten sposób można powiedzieć, że jest to jeden z najlepszych silników jakie istnieją, a ponadto jest ekologiczny.

W tym artykule przeanalizujemy charakterystykę silnika Stirlinga i porównamy zalety z wadami jego użytkowania. Chcesz dowiedzieć się więcej o tego typu silniku? Musisz tylko czytać dalej 🙂

Silnik Stirlinga

Ten silnik nie jest niczym nowoczesnym ani rewolucyjnym. Został wynaleziony w rok 1816 przez Roberta Stirlinga. Wiadomo, że jest to silnik, który może być bardziej wydajny niż jakikolwiek inny rodzaj spalania. Niezależnie od ich odkrycia nie możemy powiedzieć, że narzucili nam życie.

W rzeczywistości silnik ten, pomimo większego potencjału, jest używany tylko w niektórych bardzo specjalistycznych zastosowaniach. Obszary, w których jest używany, wymagają, aby silnik był tak cichy, jak to tylko możliwe, w przeciwieństwie do konwencjonalnych silników spalinowych. Na przykład jest stosowany w okrętach podwodnych lub pomocniczych generatorach energii dla jachtów.

Nie jest jeszcze używany masowo, ale to nie znaczy, że się nad nim nie pracuje. Ten silnik ma wielkie zalety, które przeanalizujemy później.

operacja

Silnik wykorzystuje cykl Stirlinga, który różni się od cykli stosowanych w silnikach spalinowych.

Zastosowane gazy nigdy nie wydostają się z silnika, co pomaga zredukować emisje gazów zanieczyszczających. Nie ma zaworów wydechowych do odprowadzania gazów pod wysokim ciśnieniem, jak w silniku benzynowym lub wysokoprężnym. W przypadku jakiegokolwiek niebezpieczeństwa nie ma ryzyka eksplozji. Z tego powodu silniki Stirlinga są bardzo ciche.

Silnik Stirlinga wykorzystuje zewnętrzne źródło ciepła, które może być palne. Zarówno od benzyny po energię słoneczną, a nawet ciepło wytwarzane przez rozkładające się rośliny. Oznacza to, że w silniku nie ma rodzaju spalania.

Zasada działania silnika Stirlinga  polega na tym, że w silniku zamknięta jest stała ilość gazu. Powoduje to powstanie serii zdarzeń, które zmieniają ciśnienie gazu w silniku i powodują jego pracę.

Istnieje kilka właściwości gazów, które mają kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania silnika:

• Jeśli masz określoną ilość gazu w ustalonej objętości i zwiększysz temperaturę tego gazu, ciśnienie wzrośnie.
• Jeśli masz określoną ilość gazu i skompresujesz go (zmniejsz objętość swojej przestrzeni), temperatura tego gazu wzrośnie.

W ten sposób silnik Stirlinga wykorzystuje dwa cylindry. Jeden z nich jest ogrzewany przez zewnętrzne źródło ciepła (ogień), a drugi jest chłodzony przez źródło chłodzące (np. Lód). Komory gazowe, które mają oba cylindry, są połączone, a tłoki są połączone ze sobą mechanicznie za pomocą połączenia, które określa, jak będą się poruszać względem siebie.

Części silnika

Ten silnik składa się z czterech części związanych z cyklem pracy lub spalania. Dwa tłoki, o których wspomnieliśmy wcześniej, są tymi, które spełniają wszystkie części cyklu:

1. Na początek do gazu w podgrzewanym cylindrze dodaje się ciepło. Powoduje to ciśnienie i zmusza tłok do ruchu w dół. To jest część cyklu Stirlinga, która wykonuje pracę.
2. Następnie lewy tłok porusza się w górę, a prawy tłok w dół. Ruchy te przesuwają gorący gaz w kierunku cylindra chłodzonego lodem. Chłodzenie szybko obniża ciśnienie gazu i można go łatwiej sprężać do dalszej części cyklu.
3. Tłok zaczyna ściskać schłodzony gaz i ciepło wytwarzane przez to sprężanie jest usuwany przez źródło chłodzenia.
4. Prawy tłok porusza się w górę, a lewy w dół. To ponownie powoduje, że gaz dostaje się do ogrzewanego cylindra, gdzie szybko się nagrzewa, zwiększając ciśnienie, i cykl się powtarza.

Zalety silnika Stirlinga

Dzięki tego typu działaniu i jego wydajności możemy znaleźć pewne zalety.

• Jest cicho. W przypadku niektórych czynności, w których wymagana jest większa cisza, ten typ silnika jest dobrym rozwiązaniem. Jest również łatwy do wyważenia i generuje niewielkie wibracje.
• Ma wysoką wydajność. Ze względu na temperaturę źródeł gorących i zimnych, silnik może pracować w niskich temperaturach. kogeneracja.
• Możesz mieć kilka gorących źródeł. Aby ogrzać gaz, możesz mieć źródła ciepła, takie jak drewno, trociny, energia słoneczna lub geotermalna, odpady itp.
• Jest bardziej ekologiczny. Ten typ silnika nie przyczynia się do emisji gazów do atmosfery poprzez całkowite spalanie.
• Większa niezawodność i łatwiejsza konserwacja. Jego technologia jest bardzo prosta, ale skuteczna. Dzięki temu są wysoce niezawodne i wymagają niewielkiej konserwacji.
• Trwają dłużej. W przeciwieństwie do silników konwencjonalnych, są prostsze i dzięki swojej konstrukcji wytrzymują dłużej.
• Różne zastosowania. Może mieć wiele zastosowań ze względu na swoją autonomię i możliwość dostosowania do potrzeb i różnego rodzaju źródeł ciepła.

Wady

Ponieważ ten typ silnika ma zalety, konieczne jest również przeanalizowanie wad, którymi są:

• Koszt to Twój największy problem. Nie konkuruje z innymi mediami.
• Nie jest znany ogółowi społeczeństwa. Jeśli nie wiesz, czym jest silnik Stirlinga, nie możesz go promować.
• Mają problemy z uszczelnieniem. To jest komplikacja. Idealnym wyborem byłby wodór ze względu na jego lekkość i zdolność pochłaniania kalorii. Jednak nie ma zdolności rozprzestrzeniania się przez materiały.
• Czasami musi być bardzo duży i wymaga nieporęcznych urządzeń.
• Brak elastyczności. Szybkie i efektywne zmiany mocy są trudne do uzyskania w przypadku silnika Stirlinga. Ten jest bardziej kwalifikowany do pracy ze stałą wydajnością nominalną.

Dzięki tym informacjom będziesz w stanie lepiej zrozumieć ten typ silnika i całkowicie go przeanalizować.