Исследовательская работа Безруков Даниил Владимирович, обучающийся 10 класса мбоу «Гимназия №6» г. Мурома, Владимирской области
Описание принципа действия двигателя Стирлинга
жүктеу/скачать 1,18 Mb.
|
Безруков Работа I
| 2.2 Описание принципа действия двигателя Стирлинга
Дви́гатель Сти́рлинга - тепловая машина, в которой рабочее тело, в виде газа или жидкости, движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла. В XIX веке инженеры хотели создать безопасную замену паровым двигателям того времени, котлы которых часто взрывались из-за высоких давлений пара и неподходящих материалов для их постройки. Хороший вариант появился с созданием двигателя Стирлинга, который мог преобразовывать в работу любую разницу температур. Основной принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередуемых нагревании и охлаждении рабочего тела в закрытом цилиндре. Обычно в роли рабочего тела выступает воздух, но также используются водород и гелий. Из термодинамики известно, что давление, температура и объём идеального газа взаимосвязаны и следуют закону рV= vRT V=vRT , где: р - давление газа; V - объём газа; v -количество вещества газа; R - универсальная газовая постоянная; Т - температура газа в кельвинах. Это означает, что при нагревании газа его объём увеличивается, а при охлаждении - уменьшается. При нагревании газ совершает работу (например, толкает поршень) и охлаждается. Сжать охлажденный газ проще, чем удержать расширяющийся горячий (на сжатие холодного газа "расходуется" меньше работы, чем высвобождается работы при нагревании и расширении того же самого газа). Это свойство газов и лежит в основе работы двигателя Стирлинга. Рассмотрим принцип работы низкотемпературного двигателя. Сам двигатель состоит из цилиндра, в котором движется вытеснитель и из второго цилиндра, в котором ходит рабочий поршень. Боковые стенки большого цилиндра не проводят тепло. Верхняя часть холодная, нижняя — горячая. Когда вытеснитель опускается вниз, перекрывая горячую пластину, воздух резко охлаждается и сжимается, втягивая рабочий поршень (зеленого цвета). Схема низкотемпературного двигателя Стирлинга При движении вытеснителя вверх, он перекрывает холодную пластину, воздух от нижней пластины резко нагревается, расширяется (от нагрева) и вытесняет рабочий зеленый поршень вверх. Далее цикл повторяется, так как вытеснитель и рабочий поршень связаны между собой колен валом со смещением 90 градусов. жүктеу/скачать 1,18 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|