Stirlingo variklis. Darbo tikslai ir uždaviniai. Sprendžiamos problemos apžvalga. Tikslas: Stirlingo variklio sukonstravimas.

Transcription

1 Stirlingo variklis Darbo tikslai ir uždaviniai Tikslas: Stirlingo variklio sukonstravimas. Uždaviniai: Išanalizuoti skirtingų Stirlingo variklių veikimo principus. Išnagrinėti Stirlingo variklių gamybos eigą. Sužinoti ir praktiškai išsiaiškinti Stirlingo variklių trūkumas, gamybos problemas. Sprendžiamos problemos apžvalga Privalumai ir trūkumai Strilingo variklis tai draugiška gamtai karšto oro mašina, kurią galima pritaikyti įvairiose srityse. Tai tikras garo mašinos konkurentas, išrastas 1816 metais. Nors jis nėra toks populiarus, kaip vidaus degimo varikliai, pasižymi dideliu naudinguoju koeficientu ir yra ekologiskas (jei išorinę šilumą tiekia ekologiškas šaltinis). Šilumą varikliui gali tiekti tiek degusis kuras, tiek atsinaujinantys energijos šaltiniai, todėl pastaruoju metu jais susidomėjo ir saulės jėgainių projektavimo ir diegimo kompanijos. Stirlingo variklis taip pat naudojamas energijos nuostoliams mažinti ir energijos pasisavinimo efektyvumui didinti. Tai pritaikoma, kai įvairūs įtaisai išskiria šilumą, kurią vėliau gali panaudoti Stirlingo variklis. Stirlingo variklis turi daug teigiamų savybių, bet vis dėlto yra mažai žinomas ir retai kur naudojamas. Kodėl? Pirmiausia, varikliui (kaip ir garo turbinai) reikalingas išorinis šilumos šaltinis. Tai reiškia, kad jis pasižymi didele inercija- jei padidinama išorės temperatūra, turi praeiti šiek tiek laiko, kad energija patektų į cilindrą. Tokiam įrenginiui reikia įšilti, kol jis išvysto reikiamą galią. Be to, išvystomos galios juo negalima greitai keisti. Dėl šių priežasčių jų negalima naudoti nei automobiliuose, nei lėktuvuose.

2 Veikimo principas Dviejų stūmoklių Stirlingo variklis

3 Displacer tipo Stirlingo variklis Pakeitimo pirmasis stūmoklis (Displacer) Kai egzistuoja temperatūrų skirtumas tarp erdvės, kuri yra po ir virš displacer stūmokliu variklio slėgis yra keičiamas pačio stūmoklio judėjimo dėka. Slėgis padidėja, kai stūmoklis yra viršutinėje cilindro dalyje ir sumažėja, kai jis atsiduria apačioje. Pakeitimo stūmoklis atlieka oro maišymo ir slėgio keitimo funkciją, tačiau nėra atsakingas už alkūninio veleno sukimasi. Antrasis stūmoklis (power piston) Kai variklio slėgis, sukuriamas pakeitimo stūmoklio, yra pats didžiausias, antrasis vožtuvas, sukuria judesio energiją, reikalingą alkūninio veleno darbui atlikti. Displacer tipo Stirlingo variklio gamyba Priemonės: 2 skardinės dėžutės; Epoksidiniai klijai; Viela; Plastikinė dėžutė; Balionėlis; Plastikinis vamzdelis; Peilis, Yla, Replės, Žvakė; Degtukai.

4 Eiga: 1. Nupjaunamos 1-os (cilindras) ir 2-os (pirmas stūmoklis) skardinės dėžutės viršutinės dalys (bus panaudotos vėliau) os dėžutės viršuje, pačiame centre, su yla padaroma skylutė, pro kurią turi tiksliai tilpti cilindro jungtis su alkūniniu velenu os dėžutės šone, apie 3,5 centimetrus nuo viršaus padaroma skylutė a dėžutė perpjaunama santykiu 1: Mažesnioji dalis (dėžutės apačia) uždengiama anksčiau nupjauta dėžutės viršutine dalimi ir sandariai užklijuojama epoksidiniais, karščiui atspariais klijais. 6. Prie šios dalies pritvirtinama viela oji dėžutė įdedama į 1-ąją os dėžutės viršutinė dalis uždengiama, pro ją prakišant vielą ir sandariai užklijuojama epoksidiniais klijais. 9. Plastikinės dėžutės šone padaroma anga, prie jos priklijuojamas vamzdelis, jungsiantis plastikinę dėžutę su 1-ąja. 10. Plastikinė dėžutė jungiama prie pirmosios ir sandariai izoliuojama. 11. Plastikinės dėžutės viršutinė dalis uždengiama įtempta baliono medžiaga, prie kurios pritvirtinama viela (antras stūmoklis). 12. Iš vielos išlankstomas alkūninis velenas: kampas tarp abiejų išlinkimų turi būti 90 laipsnių. 13. Prie 1-os dėžutės pritvirtinamos dvi ašys- per jas eina alkūninis velenas. 14. Abu stūmokliai su viela pritvirtinami prie alkūninio veleno (kaip matoma nuotraukose). 15. Prie alkūninio veleno tvirtinamas diskas, galintis sukti turbiną ir k.t. (mūsų atveju jis nebuvo tvirtinamas). 16. Kad variklis veiktų, jis yra šildomas iš apačios bet kokiu šilumos šaltiniu (pvz.: žvake).

5

6

7 Išvados Tyrinėdami kitų žmonių veiklą internete, išsiaiškinome pagrindinių dviejų tipų: displacer ir dviejų vožtuvų Strilingo variklių specifikas ir veikimo principus. Gaminant paaiškėjo jo sandara išmokome patys pasigaminti, nors ir paprastą, tačiau tinkamą Stirlingo variklį. Kadangi tai buvo mūsų pirmasis bandymas sukonstruoti tokį variklį ir nors kūrybos metu kilo nesklandumų, mums tai padėjo išsiaiškinti, koks svarbus yra trinties nebuvimas, bei geras įrenginio sandarumas, kurie lemia gerą variklio darbą ir didesnį našumą. Galiausiai sužinojome, kodėl šio tipo varikliai yra netinkami automobilių ir lėktuvų pramonei ir kas lemia būtent tokias Stirlingo variklio savybes. Literatūros sąrašas: [1] 129/182/124/4522/6124/6125&l=6&r=&v=1; [2] [3] [4]