Motor Stirling cu combustie internă. Cum să faci un motor Stirling acasă? Ultimul pas, crearea unui focar

Salutare tuturor! Astăzi vreau să vă atrag atenția motor de casă, care transformă orice diferență de temperatură în munca mecanica:

Motorul lui Stirling- un motor termic în care un fluid de lucru lichid sau gazos se mișcă într-un volum închis, un fel de motor cu ardere externă. Se bazează pe încălzirea și răcirea periodică a fluidului de lucru cu extragerea energiei din modificarea rezultată a volumului fluidului de lucru. Poate funcționa nu numai din arderea combustibilului, ci și din orice sursă de căldură.

Vă prezint atenției motorul meu, realizat din poze de pe internet:

Văzând acest miracol, am avut dorința de a-l face)) Mai mult, au existat multe desene și modele de motoare pe Internet. Voi spune imediat: nu este greu de făcut, dar este puțin problematic să reglați și să obțineți o funcționare normală. Mi-a funcționat bine doar a treia oară (sper că nu vei suferi așa)))).

Principiul de funcționare al motorului Stirling:

Totul este făcut din materiale disponibile fiecărui creier:

Ei bine, ce zici fără dimensiuni)))

Cadrul motorului este realizat din sârmă din agrafe. Toate conexiunile firelor fixe sunt lipite()

Deplasatorul (discul care mișcă aerul în interiorul motorului) este realizat din hârtie de desen și lipit cu superglue (este gol în interior):

Cu cât distanța dintre capace și dispozitiv de deplasare în pozițiile superioare și inferioare este mai mică, cu atât eficiența motorului este mai mare.

Tijă de deplasare - dintr-un nit orb (fabricare: trageți cu atenție partea interioară și, dacă este necesar, curățați șmirghel zero; Lipiți partea exterioară de capacul superior „rece” cu capacul spre interior). Dar această opțiune are un dezavantaj - nu există o etanșeitate completă și există puțină frecare, deși o picătură ulei de motor ajuta sa scapi de ea.

Cilindru cu piston - gât dintr-o sticlă obișnuită de plastic:

Carcasa pistonului este realizată dintr-o mănușă medicală și asigurată cu un fir, care, după înfășurare, trebuie să fie impregnat cu superglue pentru fiabilitate. În centrul carcasei este lipit un disc format din mai multe straturi de carton, pe care este fixată biela.

Arborele cotit este realizat din aceleași agrafe ca întregul cadru al motorului. unghiul dintre genunchii pistonului si deplasator este de 90 de grade. Cursa de lucru a deplasatorului este de 5 mm; piston - 8 mm.

Volant – este format din două discuri CD care sunt lipite de un cilindru de carton și plantate pe axa arborelui cotit.

Deci, nu mai vorbi prostii, vi-l prezint video în funcțiune a motorului:

Dificultățile pe care le-am avut s-au datorat în principal frecării excesive și lipsei dimensiunilor exacte ale structurii. în primul caz, o picătură de ulei de motor și alinierea arborelui cotit au corectat situația, apoi în al doilea, a trebuit să te bazezi pe intuiție))) Dar, după cum poți vedea, totul s-a dovedit (deși am refăcut complet motorul de 3 ori) )))

Dacă aveți întrebări - scrieți în comentarii, vom înțelege)))

Vă mulțumim pentru atenție)))

Motorul Stirling, cândva faimos, a fost uitat multă vreme din cauza utilizării pe scară largă a unui alt motor ( combustie interna). Dar astăzi auzim din ce în ce mai multe despre el. Poate că are șansa să devină mai popular și să-și găsească locul în noua modificare din lumea modernă?

Poveste

Motorul Stirling este un motor termic care a fost inventat la începutul secolului al XIX-lea. Autorul, după cum știți, a fost un anume Stirling pe nume Robert, un preot din Scoția. Dispozitivul este un motor cu ardere externă, în care corpul se mișcă într-un recipient închis, schimbându-și constant temperatura.

Datorită răspândirii unui alt tip de motor, acesta a fost aproape uitat. Cu toate acestea, datorită avantajelor sale, astăzi motorul Stirling (mulți amatori îl construiesc acasă cu propriile mâini) a revenit.

Principala diferență față de un motor cu ardere internă este că energia termică vine din exterior și nu este generată în motorul în sine, ca într-un motor cu ardere internă.

Principiul de funcționare

Vă puteți imagina un volum de aer închis, închis într-o carcasă având o membrană, adică un piston. Când corpul este încălzit, aerul se extinde și funcționează, arcuind astfel pistonul. Apoi are loc răcirea și se îndoaie din nou. Acesta este ciclul mecanismului.

Nu este de mirare că multe motoare termoacustice Stirling sunt fabricate acasă. Uneltele și materialele necesare pentru aceasta necesită minimul pe care fiecare îl are în casă. Luați în considerare două căi diferite cât de ușor este de creat.

Materiale de lucru

Pentru a face un motor Stirling cu propriile mâini, veți avea nevoie de următoarele materiale:

staniu;
spiță de oțel;
tub de alama;
ferăstrău;
fişier;
suport din lemn;
foarfece metalice;
detalii de fixare;
ciocan de lipit;
lipire;
lipire;
mașinărie.

Asta este tot. Restul este o chestiune de tehnică simplă.

Cum se face

Din tablă se prepară un focar și doi cilindri pentru bază, din care va consta motorul Stirling, realizat manual. Dimensiunile sunt selectate independent, ținând cont de scopurile pentru care este destinat acest dispozitiv. Să presupunem că motorul este realizat în scopuri demonstrative. Apoi, măturarea cilindrului principal va fi de la douăzeci la douăzeci și cinci de centimetri, nu mai mult. Restul pieselor ar trebui să se potrivească cu el.

În partea de sus a cilindrului pentru deplasarea pistonului, sunt făcute două proeminențe și găuri cu un diametru de patru până la cinci milimetri. Elementele vor acționa ca lagăre pentru locația dispozitivului manivelă.

În continuare, se face corpul de lucru al motorului (va deveni apă obișnuită). Cercurile de tablă sunt lipite de cilindru, care este rulat într-o țeavă. În ele se fac găuri și se introduc tuburi de alamă de la douăzeci și cinci până la treizeci și cinci de centimetri în lungime și cu un diametru de patru până la cinci milimetri. La final, ei verifică cât de strânsă a devenit camera umplând-o cu apă.

Urmează rândul deplasatorului. Pentru fabricație, un semifabricat este luat din lemn. Pe mașină, ei reușesc să ia forma unui cilindru obișnuit. Deplasatorul trebuie să fie puțin mai mic decât diametrul cilindrului. Înălțime optimă o ridică după ce motorul Stirling este făcut cu propriile mâini. Pentru că pe această etapă lungimea ar trebui să permită o anumită marjă.

Spița este transformată într-o tijă de cilindru. În centrul recipientului de lemn, faceți o gaură potrivită pentru tulpină, introduceți-o. În partea superioară a tijei, este necesar să se prevadă un loc pentru dispozitivul de biela.

Apoi iau tuburi de cupru lungi de patru centimetri și jumătate și diametru de doi centimetri și jumătate. Un cerc de staniu este lipit de cilindru. Pe lateralele de pe pereti se face o gaura pentru a comunica recipientul cu cilindrul.

Pistonul este, de asemenea, reglat la strung sub diametrul cilindrului mare din interior. În partea de sus, tija este conectată într-un mod articulat.

Asamblarea este finalizată și mecanismul este reglat. Pentru a face acest lucru, pistonul este introdus în cilindru dimensiune mai mareși conectați-l pe acesta din urmă la un alt cilindru mai mic.

Un mecanism de manivelă este construit pe un cilindru mare. Fixați o parte a motorului cu un fier de lipit. Părțile principale sunt fixate pe o bază de lemn.

Cilindrul este umplut cu apă și o lumânare este plasată sub fund. Motorul Stirling, realizat manual de la început până la sfârșit, este verificat pentru performanță.

A doua cale: materiale

Motorul se poate face si in alt mod. Pentru aceasta veți avea nevoie de următoarele materiale:

staniu;
cauciuc spumă;
agrafe;
discuri;
două șuruburi.

Cum se face

Cauciucul spumos este foarte des folosit pentru a face casa simplă, nu motor puternic Stirling cu mana. Din el este pregătit un deplasator pentru motor. Tăiați cercul de spumă. Diametrul trebuie să fie puțin mai mic decât cel al conservei, iar înălțimea trebuie să fie puțin mai mare de jumătate.

Se face o gaură în centrul capacului pentru viitoarea biela. Pentru ca acesta să meargă fără probleme, agrafa este rulată în spirală și lipită de capac.

Cercul de spumă din mijloc este străpuns cu un fir subțire cu un șurub și fixat deasupra cu o șaibă. Apoi conectați o bucată de agrafă prin lipire.

Dislocatorul este împins în orificiul de pe capac, iar borcanul este conectat la capac prin lipire pentru a sigila. Se face o buclă mică pe agrafă și se face o altă gaură, mai mare, în capac.

Foaia de tablă este rulată într-un cilindru și lipită, apoi atașată la cutie, astfel încât să nu existe deloc goluri.

Agrafa este transformată într-un arbore cotit. Distanța ar trebui să fie exact nouăzeci de grade. Genunchiul de deasupra cilindrului este ușor mai mare decât celălalt.

Agrafele rămase se transformă în suporturi pentru arbore. Membrana este realizată după cum urmează: cilindrul este învelit într-o peliculă de polietilenă, presat și fixat cu un fir.

Biela este realizată dintr-o agrafă, care este introdusă într-o bucată de cauciuc, iar partea finită este atașată de membrană. Lungimea bielei este făcută astfel încât în punctul inferior arborelui membrana să fie trasă în cilindru, iar în punctul cel mai înalt este extinsă. A doua parte a bielei este realizată în același mod.

Apoi, unul este lipit de membrană, iar celălalt de displacer.

Picioarele cutiei pot fi, de asemenea, realizate din agrafe și lipite. Pentru manivela se foloseste un CD.

Aici este întreg mecanismul. Rămâne doar să înlocuiți și să aprindeți o lumânare sub ea, apoi să dați o împingere prin volant.

Concluzie

Acesta este motorul Stirling la temperatură joasă (construit cu propriile mâini). Desigur, la scară industrială, astfel de dispozitive sunt fabricate într-un mod complet diferit. Cu toate acestea, principiul rămâne același: volumul de aer este încălzit și apoi răcit. Și acest lucru se repetă în mod constant.

În cele din urmă, uită-te la aceste desene ale motorului Stirling (o poți face singur fără abilități speciale). Poate ești deja în flăcări cu ideea și vrei să faci ceva asemănător?

Puteți, desigur, să cumpărați modele frumoase din fabrică de motoare Stirling, cum ar fi în acest magazin online chinezesc. Cu toate acestea, uneori vrei să te creezi și să faci un lucru, chiar și din mijloace improvizate. Site-ul nostru web are deja mai multe opțiuni pentru fabricarea acestor motoare, iar în această publicație, citiți complet varianta simpla fabricarea la domiciliu.

Vezi mai jos 3 opțiuni de bricolaj.

Dmitri Petrakov, la cererea populară, a filmat instrucțiuni pas cu pas sa asambleze un motor Stirling puternic in raport cu dimensiunile lui si cu cantitatea de caldura consumata. Acest model folosește materiale disponibile pentru fiecare privitor și materiale comune - oricine le poate achiziționa. Toate mărimile prezentate în acest videoclip au fost selectate de autor pe baza experienței de mulți ani cu Stirlings cu acest design și pentru acest caz particular sunt optime.

Acest model folosește materiale disponibile fiecărui spectator și materiale comune, astfel încât oricine să le poată achiziționa. Toate mărimile prezentate în acest videoclip au fost selectate pe baza multor ani de experiență cu Stirlings cu acest design și, pentru acest caz, sunt optime.

Cu sentiment, simț și aranjament.

Motor Stirling în funcțiune cu o sarcină (pompă de apă).

Pompa de apă, asamblată ca un prototip funcțional, este proiectată pentru a fi asociată cu motoarele Stirling. Particularitatea pompei constă în consumul redus de energie necesar pentru a-și finaliza activitatea: un astfel de design utilizează doar o mică parte din volumul de lucru intern dinamic al motorului și, astfel, îi afectează la minimum performanța.

Motor Stirling dintr-o cutie

Pentru a-l realiza, veți avea nevoie de materiale improvizate: o cutie de conserve, o bucată mică de cauciuc spumă, un CD, două șuruburi și agrafe de hârtie.

Cauciucul spongios este unul dintre cele mai comune materiale utilizate la fabricarea motoarelor Stirling. Din el se face un displacer de motor. Dintr-o bucată din cauciucul nostru spumă tăiem un cerc, îi facem diametrul cu doi milimetri mai mic decât diametrul interior al cutiei, iar înălțimea este puțin mai mare de jumătate din el.

Gărăm o gaură în centrul capacului, în care introducem apoi biela. Pentru o funcționare lină a bielei, facem o spirală dintr-o agrafă și o lipim pe capac.

Perforăm cercul de cauciuc spumos din cauciucul spumos în mijloc cu un șurub și îl blocăm cu o șaibă de sus și de jos cu o șaibă și o piuliță. După aceea, atașăm o bucată de agrafă prin lipire, îndreptând-o în prealabil.

Acum lipim dispozitivul de deplasare în orificiul făcut în prealabil în capac și lipim ermetic capacul și borcanul. Facem o buclă mică la capătul agrafului și facem o altă gaură în capac, dar puțin mai mult decât primul.

Facem un cilindru din tablă folosind lipire.

Atașăm cilindrul finit la borcan cu un fier de lipit, astfel încât să nu rămână goluri la locul de lipit.

Facem un arbore cotit dintr-o agrafă. Distanța dintre genunchi trebuie făcută la 90 de grade. Genunchiul, care va fi deasupra cilindrului în înălțime, este cu 1-2 mm mai mare decât celălalt.

Facem rafturi pentru arbore din agrafe. Realizarea unei membrane Pentru a face acest lucru, punem o folie de plastic pe cilindru, o împingem puțin spre interior și o fixăm pe cilindru cu un fir.

Biela care va trebui atașată la membrană este făcută dintr-o agrafă și introdusă într-o bucată de cauciuc. Lungimea bielei trebuie făcută astfel încât în centrul mort inferior al arborelui membrana să fie trasă în cilindru, iar la cel mai înalt, dimpotrivă, să fie extinsă. A doua biela este configurată în același mod.

Lipim tija de legătură cu cauciuc pe membrană și atașăm cealaltă la deplasator.

Atașăm picioarele de la agrafele de hârtie la borcan cu un fier de lipit și atașăm volantul la manivela. De exemplu, puteți folosi un CD.

Motor Stirling facut acasa. Acum rămâne să aduceți căldură sub borcan - aprindeți o lumânare. Și după câteva secunde, dă o împingere la volant.

Cum să faci un motor Stirling simplu (cu fotografii și videoclipuri)

www.newphysicist.com

Să facem un motor Stirling.

Un motor Stirling este un motor termic care funcționează prin compresia ciclică și expansiunea aerului sau a altui gaz (fluid de lucru) la diverse temperaturi, astfel încât să existe o conversie netă a energiei termice în lucru mecanic. Mai precis, motorul Stirling este un motor termic regenerativ cu ciclu închis, cu un fluid de lucru constant gazos.

Motoarele Stirling au mai multe Eficiență ridicată comparativ cu motoarele cu abur și poate atinge o eficiență de 50%. De asemenea, pot funcționa silențios și pot folosi aproape orice sursă de căldură. Sursa de energie termică este generată în afara motorului Stirling, și nu prin ardere internă, așa cum este cazul motoarelor cu ciclu Otto sau diesel.

Motoarele Stirling sunt compatibile cu surse de energie alternative și regenerabile, deoarece ele pot deveni mai semnificative ca pretul de vederi tradiționale combustibil, precum și în lumina unor probleme precum epuizarea rezervelor de petrol și schimbarea climei.

În acest proiect vă vom oferi instructiuni simple pentru a crea un foarte simplu motor DIY Stirling folosind eprubetă și seringă .

Cum să faci un motor Stirling simplu - Video

Componente și pași pentru a face un motor Stirling

1. Bucata de lemn de esență tare sau placaj

Aceasta este baza motorului dumneavoastră. Astfel, acesta trebuie să fie suficient de rigid pentru a face față mișcărilor motorului. Apoi faceți trei găuri mici, așa cum se arată în imagine. Puteți folosi și placaj, lemn etc.

2. Marmura sau margele de sticla

Într-un motor Stirling, aceste mingi funcționează functie importanta. În acest proiect, marmura acționează ca un dispozitiv de deplasare a aerului cald din partea caldă a eprubetei la partea rece. Când marmura înlocuiește aerul cald, se răcește.

3. Bețe și șuruburi

Șuruburile și șuruburile sunt folosite pentru a ține tubul într-o poziție confortabilă pentru o mișcare liberă în orice direcție, fără nicio întrerupere.

4. Piese de cauciuc

Cumpărați o radieră și tăiați-o următoarele forme. Este folosit pentru a ține în siguranță tubul și pentru a-i menține etanșeitatea. Nu ar trebui să existe scurgeri la gura tubului. Dacă da, proiectul nu va avea succes.

5. Seringă

Seringa este una dintre cele mai importante și mobile părți dintr-un simplu motor Stirling. Adăugați puțin lubrifiant în interiorul seringii, astfel încât pistonul să se poată mișca liber în interiorul cilindrului. Pe măsură ce aerul se extinde în interiorul eprubetei, împinge pistonul în jos. Ca rezultat, cilindrul seringii se mișcă în sus. În același timp, marmura se rostogolește spre partea fierbinte a tubului și împinge aerul fierbinte afară și îl face să se răcească (reduce volumul).

6. Eprubetă Eprubeta este cea mai importantă și cea mai funcțională componentă a unui simplu motor Stirling. Eprubeta este realizată dintr-un anumit tip de sticlă (cum ar fi sticla borosilicată) care este foarte rezistentă la căldură. Deci poate fi încălzit la temperaturi ridicate.

Cum funcționează un motor Stirling?

Unii spun că motoarele Stirling sunt simple. Dacă acest lucru este adevărat, atunci la fel ca marile ecuații ale fizicii (de exemplu, E = mc2), ele sunt simple: sunt simple la suprafață, dar mai bogate, mai complexe și potențial foarte confuze până când le realizezi. Cred că este mai sigur să ne gândim la motoarele Stirling ca fiind complexe: multe videoclipuri YouTube foarte proaste arată cât de ușor este să le „explicați” într-un mod foarte incomplet și nesatisfăcător.

După părerea mea, nu poți înțelege un motor Stirling doar construindu-l sau privindu-l cum funcționează din exterior: trebuie să te gândești serios la ciclul de pași prin care parcurge, ce se întâmplă cu gazul din interior și cum diferă acesta de ce se întâmplă într-o mașină cu abur convențională.

Tot ceea ce este necesar pentru funcționarea motorului este prezența unei diferențe de temperatură între părțile calde și reci ale camerei de gaz. Au fost construite modele care pot funcționa doar cu o diferență de temperatură de 4 °C, deși motoarele din fabrică vor funcționa probabil cu o diferență de câteva sute de grade. Aceste motoare pot deveni cea mai eficientă formă de motor cu ardere internă.

Motoare Stirling și energie solară concentrată

Motoarele Stirling oferă o metodă eficientă de conversie a energiei termice în mișcare care poate conduce un generator. Aranjamentul cel mai comun este de a avea motorul în centrul unei oglinzi parabolice. Oglinda va fi montată pe dispozitivul de urmărire la razele de soare concentrat pe motor.

* Motor Stirling ca receptor

Este posibil să te fi jucat cu lentile convexe în timpul zilelor tale de școală. Concentrând energia solară pentru a arde o foaie de hârtie sau un chibrit, am dreptate? Noile tehnologii se dezvoltă pe zi ce trece. Solar concentrat energie termală câștigă din ce în ce mai multă atenție în aceste zile.

Mai sus este un scurt videoclip cu un motor simplu eprubetă care folosește margele de sticlă ca propulsor și o seringă de sticlă ca piston de forță.

Acest motor Stirling simplu a fost construit din materiale care sunt disponibile în majoritatea laboratoarelor de științe școlare și poate fi folosit pentru a demonstra un simplu motor termic.

Diagrama presiune-volum pe ciclu

Procesul 1 → 2 Expansiunea gazului de lucru la capătul fierbinte al tubului, căldura este transferată gazului și gazul se extinde, crescând volumul și împingând pistonul seringii în sus.

Procesul 2 → 3 Pe măsură ce marmura se deplasează spre capătul fierbinte al tubului, gazul este forțat de la capătul fierbinte al tubului către capătul rece și, pe măsură ce gazul se mișcă, degajă căldură peretelui tubului.

Procesul 3 → 4 Căldura este îndepărtată din gazul de lucru și volumul scade, pistonul seringii se mișcă în jos.

Procesul 4 → 1 Încheie bucla. Gazul de lucru se deplasează de la capătul rece al tubului la capătul fierbinte pe măsură ce bilele îl deplasează, primind căldură de la peretele tubului pe măsură ce acesta se mișcă, crescând astfel presiunea gazului.

Motorul Stirling, cândva celebru, a fost uitat multă vreme din cauza utilizării pe scară largă a unui alt motor (combustie internă). Dar astăzi auzim din ce în ce mai multe despre el. Poate că are șansa să devină mai popular și să-și găsească locul în noua modificare din lumea modernă?

Poveste

Principala diferență față de un motor cu ardere internă este că energia termică vine din exterior și nu este generată în motorul în sine, ca într-un motor cu ardere internă.

Principiul de funcționare

Nu este de mirare că multe motoare termoacustice Stirling sunt fabricate acasă. Uneltele și materialele necesare pentru aceasta necesită minimul pe care fiecare îl are în casă. Să ne uităm la două moduri diferite cât de ușor este să creezi.

Materiale de lucru

Pentru a face un motor Stirling cu propriile mâini, veți avea nevoie de următoarele materiale:

staniu;
spiță de oțel;
tub de alama;
ferăstrău;
fişier;
suport din lemn;
foarfece metalice;
detalii de fixare;
ciocan de lipit;
lipire;
lipire;
mașinărie.

Asta este tot. Restul este o chestiune de tehnică simplă.

Cum se face

Urmează rândul deplasatorului. Pentru fabricație, un semifabricat este luat din lemn. Pe mașină, ei reușesc să ia forma unui cilindru obișnuit. Deplasatorul trebuie să fie puțin mai mic decât diametrul cilindrului. Înălțimea optimă este selectată după ce motorul Stirling este realizat manual. Prin urmare, în această etapă, lungimea ar trebui să preia o anumită marjă.

Pistonul este de asemenea reglat pe un strung la diametrul cilindrului mare din interior. În partea de sus, tija este conectată într-un mod articulat.

Asamblarea este finalizată și mecanismul este reglat. Pentru a face acest lucru, pistonul este introdus într-un cilindru mai mare, iar acesta din urmă este conectat la un alt cilindru mai mic.

Un mecanism de manivelă este construit pe un cilindru mare. Fixați o parte a motorului cu un fier de lipit. Părțile principale sunt fixate pe o bază de lemn.

Cilindrul este umplut cu apă și o lumânare este plasată sub fund. Motorul Stirling, realizat manual de la început până la sfârșit, este verificat pentru performanță.

A doua cale: materiale

Motorul se poate face si in alt mod. Pentru aceasta veți avea nevoie de următoarele materiale:

staniu;
cauciuc spumă;
agrafe;
discuri;
două șuruburi.

Cum se face

Cauciucul spongios este foarte des folosit pentru a face acasă un motor Stirling simplu, nu puternic, cu propriile mâini. Din acesta este pregătit un deplasator pentru motor. Tăiați cercul de spumă. Diametrul trebuie să fie puțin mai mic decât cel al conservei, iar înălțimea trebuie să fie puțin mai mare de jumătate.