Двигатели Стирлинга

Малотоксичный двигатель Стирлинга на автомобилях применять нерационально ввиду его высокой стоимости. До сих пор не преодолены конструктивные трудности герметизации полостей двигателя, работающего по замкнутому циклу с применением в качестве рабочего тела водорода или гелия, и не определены конструкционные материалы для изготовления нагревательной головки, работающей при давлении до 14-10 Па и температуре около 1000 °С. [c.60]

Двигатель Стирлинга, имеющий теоретическую мощность 115 кВт, работает в интервале температур 60.... ..650 С степень сжатия е 2,0, рабочее тело — углекислый газ. Определить термический к. п. д. цикла двигателя при степени регенерации а = 0,9 и массовый расход углекислого газа. Среднюю теплоемкость углекислого газа примять Ср — 1,13 кДж/(кг К). [c.128]

Особенностью двигателя Стирлинга являются перемещения рабочего тела из холодной полости в горячую и обратно через регенератор, который, осуществляя полную регенерацию, периодически то нагревается, воспринимая теплоту от рабочего тела, то охлаждается, отдавая теплоту рабочему телу. [c.59]

Центры парообразования 122 Цикл двигателя Стирлинга 59 --— обратный 328 [c.426]

Как мы уже говорили, изобретение № 166202 еще не осуществлено в металле. Но изобретатели успели подметить некоторые его слабые стороны и нашли способ их устранить. Дело в том, что газовая постоянная увеличивается не только при нагреве перед турбиной в результате диссоциации, но и при сжатии в компрессоре. Газа как бы становится больше, и на его сжатие приходится затрачивать больше работы. При расширении в турбине — картина обратная. Эти обстоятельства несколько снижают к.п.д. двигателя. Чтобы избавиться от таких нежелательных явлений, нужно весь процесс сжатия и расширения тоже производить при постоянной температуре, изотермически. Но как раз так и происходит в двигателе внешнего сгорания—двигателе Стирлинга. Поэтому именно в нем целесообразнее всего использовать диссоциирующее рабочее тело, например треххлористый алюминий или смесь метана с углекислым газом (авторское свидетельство № 213039). [c.274]

Уокер Г. Двигатели Стирлинга. М. Машиностроение, 1985. [c.253]

Р 49 Двигатели Стирлинга Пер. с англ. 464 с., ил. [c.4]

Двигатели — сердце современной цивилизации. Они обеспечивают рост производства, сокращают расстояния. Благодаря им человек получает энергию, свет, тепло, информацию. Наиболее распространенные в настоящее время двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков их работа сопровождается шумом, вибрациями, они выделяют вредные отработавшие газы и потребляют много топлива. Известен класс двигателей, вред от которых минимален,— это двигатели Стирлинга. Они работают по замкнутому циклу, без непрерывных микровзрывов в рабочих цилиндрах, практически без выделения вредных газов, да и топлива им требуется значительно меньше. [c.5]

С середины XX в. указанные преимущества двигателей Стирлинга вызвали к ним повышенный интерес, и на первый план была поставлена задача создания действующих и конкурентоспособных двигателей. При этом многие технические решения, оправдавшие себя при конструировании двигателей внутреннего сгорания, газовых и паровых турбин, оказались непригодными из-за специфических условий работы деталей и узлов в двигателе Стирлинга. Ряд агрегатов и систем (нагреватель, механизмы отбора мощности, системы уплотнений и др.) пришлось создавать заново, так как им не было аналогов. [c.5]

В процессе конструирования и доводки двигателей Стирлинга все сильнее ощущалась нехватка в теоретических и экспериментальных исследованиях в области прикладной термодинамики, нестационарной газодинамики, конвективного теплообмена при быстром изменении направления течения. Выявилась необходимость комплексного решения термодинамических, газодинамических, тепловых, механических и технологических проблем. Однако в большинстве работ, посвященных этим проблемам, рассматривались, как правило, сугубо специальные вопросы, а немногие работы общего характера велики по объему и в целом трудны для понимания. [c.5]

Авторы оптимистично смотрят на перспективы двигателей Стирлинга и считают, что сконструировать работоспособный двигатель хотя и непросто, но вполне возможно, опираясь на прогресс в научном обеспечении разработки этих двигателей и используя достижения в области техники и технологии, связанные с созданием необходимых конструкционных материалов, усовершенствованием компоновочных схем и механизмов привода. Не исключено, что в будущем, как уже неоднократно случалось в истории науки и техники, опыт, накопленный в области создания двигателей Стирлинга, найдет применение, подчас весьма неожиданное, в других областях, например при совершенствовании других тепловых двигателей. [c.6]

Следует признать удачной структуру книги. Глава 1 позволяет понять общие принципы работы двигателя Стирлинга и особенности его конструкции и представить возможные области его применения. В последующих главах эти вопросы освещены более подробно, чтобы дать возможность читателю глубже познакомиться с теоретическими основами двигателя (гл. 2), методами расчета и конструирования двигателей (гл. 3), конструкцией действующих двигателей (гл. 4), нестандартными источниками энергии (гл. 5), и другими проблемами. Книга отличается живым языком и четким изложением материала. Авторы, с одной стороны, достаточно подробно анализируют сложные процессы, с которыми приходится сталкиваться при создании двигателей Стирлинга, а с другой — возбуждают ин- [c.6]

Двигатель Стирлинга был изобретен в 1816 г., приблизительно за 80 лет до дизеля, и пользовался значительной популярностью до начала XX в. Отсутствие подходящих конструкционных материалов в значительной степени затруднило его дальнейшее совершенствование, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя интерес к двигателю Стирлинга утратился окончательно. В 50-е годы XX в. быстрое, развитие технологии производства различных материалов вновь открыло перед двигателем Стирлинга некоторые перспективы, однако настоящий интерес к нему возродился только во времена так называемого энергетического кризиса . Именно тогда особенно привлекательными показались потенциальные возможности этого двигателя в отношении экономичного потребления обычного жидкого топлива, что представлялось особенно важным в период роста цен на топливо в геометрической прогрессии. [c.8]

Хотя проблемы, относящиеся к двигателю Стирлинга, до некоторой степени освещались в технической литературе, все же, как показывает опыт авторов, в инженерных и промышленных кругах имеется весьма слабое представление о двигателе Стирлинга, принципах его работы, диапазоне возможных областей его применения и той роли, которую мог бы сыграть этот двигатель в решении задачи экономии энергии. Дело, однако, не в недостатке литературы по вопросам конструирования и работы двигателя Стирлинга, а в том, что многие из опубликованных работ (а их около тысячи) имеют весьма специальный характер и требуют от читателя определенной предварительной подготовки для усвоения их содержания. Работы общего характера по двигателям Стирлинга встречаются весьма редко и неизбежно велики по объему. Нужно иметь достаточно большую заинтересованность в предмете, чтобы прочесть такую работу полностью. Сжатое изложение отдельных вопросов, принятое в подобных работах, часто оказывается препятствием для читателя, не имеющего первоначальных знаний по двигателю Стирлинга. [c.8]

К сожалению, как и во всех случаях, когда имеются обширная литература и большое число энтузиастов, возникает много всяких мифов и легенд. В предлагаемой книге мы попытались опровергнуть некоторые необоснованные суждения, которые проникли в литературу. Однако мы не считаем данную книгу исчерпывающим трудом по двигателям Стирлинга. Такую кни- [c.9]

Ознакомившись с основополагающими концепциями и основами конструкции двигателя Стирлинга, более подготовленные или более честолюбивые читатели могут пожелать продолжить изучение предмета. Для этого в гл. 7 анализируется имеющаяся литература по двигателям Стирлинга, и выделяются публикации, с которыми необходимо ознакомиться при дальнейшем изучении этого вопроса. Однако, учитывая то, что студентов и преподавателей заинтересует литература несколько иного характера, чем инженерно-руководящих работников промышленности, в книге даются отдельные списки литературы для каждой группы. После просмотра литературы, обзор которой дан в гл. 1 и 7, многих представителей промышленности заинтересует, кто изготавливает двигатели Стирлинга, какова их сравнительная стоимость, каковы рабочие параметры двигателей, которые можно приобрести, и т. п., в то время как [c.10]

Авторы надеются и полагают, что в настоящей книге дано достаточно точное и легко усваиваемое изложение затрагиваемых вопросов и связанных с ними проблем, понятное без привлечения дополнительной литературы. Откровенно говоря, такую книгу мы бы сами приветствовали, если бы впервые проявили интерес к двигателю Стирлинга. [c.11]

Общее описание двигателей Стирлинга [c.12]

Настоящая глава является существенной частью всей книги и содержит общее описание двигателей Стирлинга. При этом была предпринята попытка систематизировать основные принципы их работы и особенности конструкции. [c.12]

В литературе, посвященной двигателям Стирлинга, читатель не найдет ни устоявшейся терминологии, ни стандартных обозначений. Лишь некоторые авторы пытались упорядочить применение определений и символов нам известна по крайней мере одна такая попытка, предпринятая Уокером [1]. Поэтому там, где это возможно, мы использовали общепринятую в настоящее время терминологию или по крайней мере не противоречащую ей. В тех случаях, где предлагаемая терминология могла бы вызвать неоднозначное толкование, для облегчения понимания дается пояснение терминов. Перечень предлагаемых терминов и определений приведен в приложении В. [c.12]

Мы решили не включать в книгу перечень примерно 1500 работ, на которые можно было бы сослаться при изложении материала, однако в каждой главе привели список литературы, с которой необходимо ознакомиться прежде, чем начинать какую-либо работу в данной области. Более того, учитывая, что ученым и исследователям нужна иная литература, нежели лицам, рассматривающим возможность практического использования двигателей Стирлинга, в гл. 7 даны отдельные списки рекомендуемой литературы. [c.13]

В настоящей книге мы намеренно предпочли термин двигатель Стирлинга термину машина, работающая по циклу Стирлинга . Это сделано по двум основным причинам. Во-первых, ни один двигатель цли машина в действительности не работают по циклу Стирлинга, хотя при определенных изменениях в конструкции полостей переменного объема можно достичь протекания процессов сжатия и расширения в соответствии с идеальным циклом. Такие модификации имеют общее название изотермические двигатели [2]. С большей точностью, вероятно, можно было бы применить термин машина, работающая по принципу Стирлинга . Во-вторых, машина, работающая по принципу Стирлинга , может функционировать в различных режимах, а именно в качестве механического привода, как тепловой насос [3], холо,а,ильная машина [4] и газогенератор [1]. Все эти режимы можно получить на одном и том же двигателе, чему авторы этой книги были свидетелями при посещении исследовательских лабораторий фирмы Филипс в Эйндховене (Нидерланды). Следовательно, термин машина, работающая по принципу Стирлинга охватывает весь диапазон соответствующих механизмов. Поскольку данная книга посвящена исключительно вопросам получения механической энергии на валу, термин двигатель Стирлинга представляется более подходящим. [c.13]

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ [c.13]

Ниже приведен перечень основных положений, характеризующих двигатель Стирлинга, Более полное освещение этих положений с соответствующими комментариями дается в разделах, указанных в скобках. [c.13]

Двигатель Стирлинга представляет собой современный вариант изобретенного в 1816 г. шотландским священником Робертом Стирлингом теплового двигателя, использовавшего в качестве рабочего тела воздух (разд. 1.9). [c.14]

Двигатель Стирлинга может работать с высоким КПД только при наличии эффективного регенератора (разд. 2.1). [c.14]

С точки зрения термодинамики рабочий цикл двигателя Стирлинга определяется как замкнутый регенеративный цикл (гл. 2). [c.14]

И. Классический анализ двигателя Стирлинга был выполнен в 1871 г. немецким ученым Густавом Шмидтом (приложение А). [c.14]

В качестве рабочего тела в двигателе Стирлинга обычно используется воздух, гелий или водород (разд. 3.1). [c.14]

Среднее давление в цилиндре двигателя Стирлинга мощностью более. 40 кВт, как правило, превышает 15 МПа (разд. 3.1.6). [c.15]

Имеется множество различных видов двигателя Стирлинга, и в них используются различные типы кривошипных механизмов (разд. 1.11 и 2.6). [c.15]

Только в двигателе Стирлинга применяется специальный кривошипный механизм, так называемый ромбический привод, позволяющий динамически уравновесить одноцилиндровый двигатель. [c.15]

В двигателе Стирлинга внешний подвод теплоты осуществляется через теплопроводящую стенку. Рабочее тело находится в замкнутом пространстве и во время работы не заменяется. Работа двигателя Стирлинга условно может быть разделена на четыре термодинамических процесса (рис. 1.30, г). В процессе /2 холодное рабочее тело сжимается при таком интенсивном отводе теплоты q i, что температура его не меняется (процесс изотермный). В процессе 23 поршень-вытеснитель перемещает рабочее тело из холодной полости в горячую так, что 2 = onst, а температура увеличивается от Тз до Тз за счет подвода теплоты q. В процессе 34 Тз = == onst в связи с одновременным подводом теплоты q l и расширением от Гз до г . [c.59]

Так как н, = п 2 то = Аз,а = Л5,,,, т. е. изохорпые процессы в Т-днаграмме эквидистантны. Следовательно, = q, г. е. регенератор двигателя Стирлинга в идеальном случае (без учета потерь) осуществляет полную передачу теплоты в изохорных процессах 7-/ и 2-5от горячего рабочего тела (q ) к холодному (q ). С учетом-сказанного /д = q — 92 = 12 = я — Удельная [c.289]

Американский инженер А. Милнер предложил систему бесперебойного снабжения жилого дома электроэнергией, получаемой от Солнца с помощью фотоэлектрических преобразователей или тепловых двигателей — паровых, двигателей Стирлинга и т. п. Электроэнергия подается в электродвигатель, использующий, как и фонарь-жук , постоянные магниты. Вал двигателя соединен с маховиком диаметром 1 м, массой 2 т, который, разгоняясь от двигателя до 15—20 тыс. об/мин, может долго питать дом электроэнергией по ночам и в пасмурную погоду. Маневренный фонд такой системы 25 кВт ч. [c.61]

Грэхем Томас Ридер, Чарльз Хупер ДВИГАТЕЛИ СТИРЛИНГА [c.4]

Представители руководящих кругов исследовательских организаций и промыщленности, профессора и преподаватели технических дисциплин благодаря занимаемому ими положению могли бы оказать больщое влияние на завтращних инженеров и техников, и поэтому им также следовало бы больше знать о двигателях Стирлинга. Настоящая книга рассчитана и на эти группы читателей. Она построена так, чтобы облегчить понимание основных особенностей работы и конструкции двигателя Стирлинга. Книга дает ответы на вопросы как устроен двигатель Стирлинга, как он работает, где он может использоваться и т. д.—-уже в начале изложения материала (гл. 1). Мы надеемся, что, прочитав эту главу, инженерно-технические работники будут более отчетливо представлять потенциальные возможности двигателя Стирлинга в области преобразования энергии и более внимательно отнесутся к перспективам его использования. [c.9]

Многие исследователи внесли свой вклад в углубление и расширение наших знаний о двигателе Стирлинга и всех их перечислить невозможно. Однако следует особо упомянуть Грэхема Уокера, Теда Финкельштейна, Билла Била и Билла Мартини, оказавших нам неоценимую помощь. Большую помощь оказали нам также наши коллеги и некоторые талантливые студенты Королевского морского инженерного колледжа в Великобритании, выполнявшие свои проекты под нашим руководством. [c.10]

Основное содержание книги изложено в гл. 1, которая может рассматриваться как самостоятельный, законченный текст. В остальных главах бблее подробно рассматриваются некоторые вопросы,, поднятые в гл. 1. Порядок расположения этих глав дает возможность читателю постепенно углублять свои знания о двигателе Стирлинга. Мы надеемся, что основные вопросы нам удалось изложить более ясно, чем в некоторых просмотренных нами литературных источниках, В тексте книги, как правило, опущены детальные математические выкладки, однако приведены основные формулы и рассмотрены методы аналитического исследования процессов (главным образом в гл. 2 и 3), так что читатель сможет пользоваться ими достаточно свободно, одновременно оценивая их практическую пользу и осваивая методику их применения. [c.10]

Цель книги — дать общее представление о двигателях Стирлинга. Она предназначена для специалистов — инженеров и работников промышленности, заинтересованных в приобретении более глубоких знаний по этому вопросу и в то же время не имеющих возможности тратить усилия и время на выискивание нужных сведений в многочисленных публикациях и на изучение пространных докладов и отчетов. В соответствии с нашими намерениями, изложенными в предисловии, настоящая глава включает краткое предварительное изложение основных вопросов в последующих главах эти вопросы рассматриваются более подробно, описывается практическое применение двигателей Стирлинга и дается характеристика современного состояния конструкторских и исследовательских работ. Там, где это необходимо, выделяются основные тезисы, которые располагаются, как правило, в начале каждой главы или раздела. В разд. 1.2 дается перечень основных принципов работы и отличительных особенностей двигателя Стирлинга. Этот переч"ёнь связан ссылками с остальной частью книги, что дает возможность читателю изучать ее в выбранной им последовательности. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...