Ecoaudit.com.ua - Сайт экологических исследований и аудита - Документацияhttps://ecoaudit.com.ua/index.php?go=Pages&in=view&id=29 |
Распечатать |
Тепловой двигатель Стирлинга
Двигатель Стирлинга (двигатель внешнего сгорания) представляет собой тепловую машину, способную работать от любого источника тепла, например, от сжигаемого топлива или энергии солнечных лучей.
Конструкция двигателя Стирлинга (с) иллюстрация с сайта www.stirling.ru
Первые элементарные двигатели внешнего сгорания были известны ещё в конце XVII века, однако впервые запатентовал их шотландский священник Роберт Стирлинг 27 сентября 1816 года. Двигатели Стирлинга разрабатывались в качестве альтернативы паровым машинам, котлы которых зачастую взрывались из-за слишком высокого давления или некачественных материалов.
Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередующихся циклах нагрева (расширения) и охлаждения (сжатия) газа в закрытом цилиндре. При нагреве газ расширяется и двигает рабочий поршень. Этот поршень опускается, толкает шатун и поворачивает маховик. Одновременно изменяется положение так называемого вытеснительного поршня, который перемещает газ из нагретой в холодную зону. Газ остывает и создает обратное усилие на рабочий поршень. Вытеснитель затем перемещает газ в горячую зону, и весь цикл повторяется. В роли газа может использоваться обычный воздух, водород или гелий. Нагрев газа производится снаружи, поэтому двигатель Стирлинга относят к двигателям внешнего сгорания.
Концентратор солнечного света компании Infinia для нагрева горячей зоны двигателя Стирлинга (с) иллюстрация с сайта CNET News
Двигатель Стирлинга является уникальной тепловой машиной, поскольку его теоретическая эффективность равна максимальной эффективности тепловых машин - эффективности цикла Карно. КПД лучших серийных и опытных образцов двигателей Стирлинга составляет до 40-45%.
Из современных разработок на основе двигателя Стирлинга можно отметить электрогенераторы компании Infinia.
Установка, разрабатываемая специалистами Infinia, будет использовать энергию Солнца с помощью специального устройства для аккумуляции солнечной энергии, которая будет нагревать газ и приводить в действие двигатель Стирлинга. В отличие от традиционных солнечных батарей, коэффициент полезного действия которых составляет от 12 до 15% и редко достигает 22%, КПД установки Infinia на основе двигателя Стирлинга будет составлять не менее 24%. Мощность всей установки составит около трёх киловатт. Коммерческие поставки электрогенераторов компания Infinia планирует начать в 2008 году.
| 30.10.2006 14:09