Cum să faci un motor Stirling acasă. Cum să faci un motor Stirling cu propriile mâini. O bucată de lemn de esență tare sau placaj

Mă uit la meșteșugari pe această resursă de mult timp, iar când a apărut articolul am vrut să-l fac eu. Dar, ca întotdeauna, nu a fost timp și am amânat ideea.
Dar apoi am trecut în sfârșit diploma, am absolvit catedra militară și a venit timpul.
Mi se pare că a face un astfel de motor este mult mai ușor decât o unitate flash :)

În primul rând, vreau să mă pocăiesc guru-ului acestui site că o persoană în vârstă de 20 de ani face astfel de prostii, dar eu am vrut doar să reușesc și nu există nimic care să explice această dorință, sper că următorul meu pas va fi un fulger conduce.
Deci avem nevoie de:
1 Dorinta.
2 Trei cutii de conserve.
3 Sârmă de cupru (am găsit-o cu o secțiune transversală de 2 mm).
4 Hârtie (ziar sau hârtie de birou, nu contează).
5 Adeziv pentru papetărie (PVA).
6 Super lipici (CYJANOPAN sau oricare altul în același spirit).
7 Mănușă sau balon de cauciuc.
8 Borne pentru cablaj electric 3 buc.
9 Dop de vin 1 buc.
10 Un fir de pescuit.
11 unelte după gust.

1- prima banca; 2- secunde; 3- treimea; 3-capac al celui de-al treilea borcan; 4- membrana; 5- deplasator; 6- borna cablajului electric; 7- arbore cotit; 8- piesa de tabla:) 9- biela; 10- pluta; 11- disc; 12 rând.
Să începem prin a tăia capacele tuturor celor trei conserve. Am făcut asta cu un Dremel de casă, la început am vrut să folosesc o punte pentru a face găuri într-un cerc și a tăia cu foarfeca, dar mi-am amintit de mașina miracolului.
Sincer sa fiu, nu a iesit foarte frumos si am frezat din greseala o gaura in peretele uneia dintre conserve, asa ca nu mai era potrivit pentru un recipient de lucru (dar mai aveam doua si le-am facut mai atent) .


În continuare avem nevoie de un borcan care să servească drept formă pentru deplasator(5).
Deoarece bazarurile au fost închise luni și toate magazinele auto din apropiere au fost închise și am vrut să fac un motor, mi-am luat libertatea de a schimba designul original și de a face dispozitivul de deplasare din hârtie mai degrabă decât din vată de oțel.
Pentru a face acest lucru, am găsit un borcan cu hrană pentru pește care era cea mai potrivită dimensiune pentru mine. Am ales dimensiunea pe baza faptului că diametrul cutiei de sifon era de 53 mm, așa că am căutat 48-51 mm pentru ca atunci când înfășuram hârtia pe matriță, să fie aproximativ 1-2 mm de distanță între peretele de bidonul și dispozitivul de deplasare (5) pentru trecerea aerului. (am acoperit anterior borcanul cu bandă adezivă ca să nu se lipească lipiciul).


Apoi am marcat o fâșie de coală A4 la 70 mm, iar restul am tăiat fâșii de 50 mm (ca în articol). Sincer să fiu, nu mai țin minte câte din aceste benzi am înfășurat, dar să fie 4-5 (fâșii 50mm x 290mm, am făcut numărul de straturi la ochi, pentru ca atunci când lipiciul se întărește, deplasătorul să nu fie moale). Fiecare strat a fost acoperit cu adeziv PVA.


Apoi am făcut capacele deplasatoarelor din 6 straturi de hârtie (am lipit și eu totul și l-am apăsat cu un mâner rotund pentru a stoarce lipiciul rămas și bulele de aer) când am lipit toate straturile, le-am presat deasupra cu cărți, astfel încât acestea nu s-ar apleca.

Am folosit și foarfece pentru a tăia fundul cutiei (2), care era intactă, la o distanță de aproximativ 10 mm, deoarece deplasatorul nu a trecut prin orificiul de sus. Acesta va fi al nostru capacitate de lucru.
Acesta este ceea ce s-a întâmplat (nu am tăiat imediat capacul borcanului (3), dar tot trebuie să fac asta pentru a pune lumânarea acolo).


Apoi, la o distanță de aproximativ 60mm de fund, am tăiat borcanul (3) pe care îl mai aveam cu capac. Acest fund ne va servi focar.


Apoi am tăiat fundul celui de-al doilea borcan (1) cu capacul tăiat, tot la distanță de 10mm (de fund). Și pune totul împreună.


În continuare, mi s-a părut că dacă aș lipi un obiect mai mic de membrana (4) a cilindrului de lucru (2) în loc de capac, designul s-ar îmbunătăți, așa că am decupat o astfel de probă din hârtie. Baza este pătrată de 15x15 mm, iar „urechile” sunt de 10 mm fiecare. Și am tăiat o parte (8) din probă.


Apoi am făcut găuri în bornele (6) cu diametrul de 2,1 sau 2,5 mm (nu contează), după care am luat un fir (cu secțiunea transversală de 2 mm) și am măsurat 150 mm, acesta va fi al nostru " arbore cotit" (7). Și l-a îndoit la următoarele dimensiuni: înălțimea cotului deplasantului (5) - 20 mm, înălțimea cotului membranei (4) - 5 mm. Ar trebui să existe 90 de grade între ele (indiferent de în ce direcție).Întâi am pus bornele la locul lor.De asemenea, am făcut șaibe și le-am atașat cu lipici astfel încât bornele să nu atârne pe arborele cotit.
Nu a fost posibil să o fac imediat și exact ca mărime, dar am refăcut-o (mai degrabă pentru liniștea mea).


Apoi am luat din nou firul (2mm) și am tăiat o bucată, aproximativ 200mm, aceasta va fi biela (9) a membranei (4), am filet piesa (8) prin ea și am îndoit-o (va fi arătată) .
Am luat o cutie (1) (cea cu mici gauri in ea) si am facut gauri in ea pentru “arborele cotit” (7) la o distanta de 30mm de varf (dar asta nu este important). Și a tăiat fereastra de vizualizare cu foarfecele.


Apoi, când cilindrul deplasator (5) a fost uscat și complet lipit, am început să lipic capacele de el. Când am lipit capacele, am trecut prin el o sârmă de aproximativ jumătate de milimetru pentru a atașa firul de pescuit (12).


Apoi am sculptat din mâner de lemn axa (10) pentru a conecta discurile (11) la arborele cotit, dar recomand folosirea unui dop de vin.
Și acum partea cea mai grea (în ceea ce mă privește) am tăiat o membrană (4) din mănuși medicale și am lipit aceeași bucată (8) de ea în centru. Am așezat membrana pe cilindrul de lucru (2) și am legat-o de-a lungul marginii cu un fir, iar când am început să tai părțile în exces, membrana a început să se târască afară de sub fir (deși nu am tras membrana ) și când a fost tăiat complet, am început să-l strâng și membrana a zburat complet.
Am luat super glue și am lipit capătul cutiei, apoi am lipit membrana nou pregătită, așezând-o strict în centru, am ținut-o și am așteptat ca lipiciul să se întărească. Apoi l-a apăsat din nou, dar de data aceasta cu un elastic, a tăiat marginile, a scos elasticul și l-a lipit din nou (din exterior).
Asta s-a întâmplat în acel moment






Apoi, am străpuns o gaură în membrana (4) și partea (8) cu un ac și am trecut o fir de pescuit (12) prin ele (ceea ce nu a fost, de asemenea, ușor).
Ei bine, când am pus totul cap la cap, iată ce s-a întâmplat:


Recunosc imediat ca la inceput motorul nu mergea; ba mai mult, mi s-a parut ca nu merge deloc, pentru ca trebuia sa-l intorc (cu o lumanare aprinsa) manual si cu destul de mult. de forță (ca la un motor cu rotație automată). Am fost complet moale și am început să mă certam pentru că am făcut deplasatorul din hârtie, pentru că am luat cutii greșite, pentru că am greșit lungimea bielei (9) sau a liniei deplasatorului (5). Dar după o oră de chin și dezamăgire, mi s-a ars în sfârșit lumânarea (cea din carcasa de aluminiu) și am luat-o pe cea rămasă de Anul Nou (cea care este verde în fotografie), a ars MULT mai tare și, iată. și iată, am putut să-l pornesc.
CONCLUZII
1 Din ce este făcut dispozitivul de deplasare nu contează, așa cum am citit pe unul dintre site-uri „ar trebui să fie ușor și să nu conducă căldura”.
2 Schimbarea lungimii bielei (9) și a lungimii liniei (12) a deplasatorului (5) nu contează, așa cum am citit pe unul dintre site-uri „principalul este că deplasatorul nu lovește sus sau jos în timpul funcționării camera de lucru", așa că am pus-o cam la mijloc. Și membrana într-o stare calmă (rece) ar trebui să fie plată și nu întinsă în jos sau în sus.
Video
Video cu motorul în funcțiune. Am montat 4 discuri, sunt folosite ca volant. La pornire, încerc să ridic deplasatorul în poziția superioară, deoarece încă îmi este teamă că se va supraîncălzi. Ar trebui să se învârtă astfel: mai întâi deplasatorul se ridică, apoi membrana se ridică în spatele ei, deplasatorul coboară și membrana coboară în spatele ei.

PS: poate daca il echilibrezi se va invarti mai repede, dar pentru mine o remediere rapidă nu am putut echilibra :)

Video de răcire cu apă. Nu ajută prea mult în funcționare și, după cum puteți vedea, nu își accelerează cu adevărat rotația, dar cu o astfel de răcire puteți admira motorul mai mult timp fără să vă faceți griji că se supraîncălzi.

Și iată un desen aproximativ al prototipului meu (dimensiune mare):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Oricine are nevoie de original (COMPASS V 12) îl poate trimite la oficiul poștal.

Poate mă veți întreba de ce este nevoie până la urmă și vă voi răspunde. Ca totul în steampunk-ul nostru, este în principal pentru suflet.
Vă rog să nu mă împingeți prea tare, aceasta este prima mea publicație.

Industria auto modernă a atins un nivel de dezvoltare la care, fără cercetare științifică fundamentală, este aproape imposibil să se obțină îmbunătățiri fundamentale în proiectarea motoarelor tradiționale cu ardere internă. Această situație îi obligă pe designeri să acorde atenție proiecte alternative de centrale electrice. Unele centre de inginerie și-au concentrat eforturile pe crearea și adaptarea modelelor hibride și electrice pentru producția de serie, în timp ce alți producători de automobile investesc în dezvoltarea de motoare care utilizează combustibil din surse regenerabile (de exemplu, biodiesel care utilizează ulei de rapiță). Există și alte proiecte de unități de putere pentru care în viitor ar putea deveni un nou sistem de propulsie standard Vehicul.

Posibilele surse de energie mecanică pentru viitoarele mașini includ motorul cu ardere externă, care a fost inventat la mijlocul secolului al XIX-lea de scoțianul Robert Stirling ca motor cu expansiune termică.

Schema de lucru

Motorul Stirling transformă energia termică furnizată din exterior în lucru mecanic util prin modificări ale temperaturii fluidului de lucru(gaz sau lichid) care circulă într-un volum închis.

ÎN vedere generala Schema de funcționare a dispozitivului este următoarea: în partea inferioară a motorului, substanța de lucru (de exemplu, aerul) se încălzește și, crescând în volum, împinge pistonul în sus. Aerul cald intră în partea superioară a motorului, unde este răcit de un radiator. Presiunea fluidului de lucru scade, pistonul este coborât pentru ciclul următor. În acest caz, sistemul este sigilat și substanța de lucru nu este consumată, ci doar se mișcă în interiorul cilindrului.

Există mai multe opțiuni de proiectare pentru unitățile de putere folosind principiul Stirling.

Modificarea Stirling „Alpha”

Motorul este format din două pistoane de putere separate (cald și rece), fiecare dintre ele fiind situat în propriul cilindru. Căldura este furnizată cilindrului cu pistonul fierbinte, iar cilindrul rece este amplasat într-un schimbător de căldură de răcire.

Modificare Stirling „Beta”

Cilindrul care conține pistonul este încălzit la un capăt și răcit la capătul opus. Un piston de putere și un deplasator se mișcă în cilindru, concepute pentru a modifica volumul gazului de lucru. Regeneratorul efectuează mișcarea de întoarcere a substanței de lucru răcite în cavitatea fierbinte a motorului.

Modificarea Stirling „Gamma”

Designul este format din doi cilindri. Primul este complet rece, în care se mișcă pistonul de putere, iar al doilea, fierbinte pe o parte și rece pe cealaltă, servește la deplasarea deplasatorului. Un regenerator pentru circularea gazului rece poate fi comun ambilor cilindri sau poate face parte din proiectarea deplasantului.

Avantajele motorului Stirling

La fel ca majoritatea motoarelor cu ardere externă, Stirling este caracterizat multicombustibil: motorul functioneaza din cauza schimbarilor de temperatura, indiferent de motivele care l-au cauzat.

Fapt interesant! S-a demonstrat odată o instalație care funcționa cu douăzeci de opțiuni de combustibil. Fără a opri motorul, benzină, motorină, metan, țiței și ulei vegetal- unitatea de putere a continuat să funcționeze în mod constant.

Motorul are simplitatea designului si nu necesita sisteme suplimentareȘi atașamente(sincronizare, demaror, cutie de viteze).

Caracteristicile dispozitivului garantează o durată lungă de viață: mai mult de o sută de mii de ore de funcționare continuă.

Motorul Stirling este silențios, deoarece detonația nu are loc în cilindri și nu este necesară îndepărtarea gazelor de eșapament. Modificarea „Beta”, echipată cu un mecanism de manivelă rombic, este un sistem perfect echilibrat, care nu are vibrații în timpul funcționării.

Nu există procese care au loc în cilindrii motorului care ar putea avea un impact negativ asupra mediului. Alegând o sursă de căldură potrivită (de exemplu, energie solară), Stirling poate fi absolut prietenos cu mediul unitate de putere.

Dezavantajele designului Stirling

În ciuda tuturor proprietăților pozitive, utilizarea imediată în masă a motoarelor Stirling este imposibilă din următoarele motive:

Principala problemă este consumul de material al structurii. Răcirea fluidului de lucru necesită radiatoare de volum mare, ceea ce mărește semnificativ dimensiunea și consumul de metal al instalației.

Nivelul tehnologic actual va permite motorului Stirling să se compare în performanță cu motoarele moderne pe benzină doar prin utilizarea specii complexe fluid de lucru (heliu sau hidrogen) sub presiune mai mare de o sută de atmosfere. Acest fapt ridică întrebări serioase atât în ​​domeniul științei materialelor, cât și în asigurarea siguranței utilizatorilor.

O problemă operațională importantă este legată de problemele de conductivitate termică și rezistență la temperatură a metalelor. Căldura este furnizată volumului de lucru prin schimbătoare de căldură, ceea ce duce la pierderi inevitabile. În plus, schimbătorul de căldură trebuie să fie realizat din metale rezistente la căldură, care să reziste la presiune ridicată. Materiale adecvate foarte costisitoare și greu de procesat.

Principiile schimbării modurilor motorului Stirling sunt, de asemenea, fundamental diferite de cele tradiționale, ceea ce necesită dezvoltarea unor dispozitive speciale de control. Astfel, pentru a schimba puterea este necesară modificarea presiunii în cilindri, a unghiului de fază dintre deplasator și pistonul de putere sau influențarea capacității cavității cu fluidul de lucru.

O modalitate de a controla viteza de rotație a arborelui pe un model de motor Stirling poate fi văzută în următorul videoclip:

Eficienţă

În calculele teoretice, randamentul motorului Stirling depinde de diferența de temperatură a fluidului de lucru și poate ajunge la 70% sau mai mult în conformitate cu ciclul Carnot.

Totuși, primele probe realizate în metal au avut o eficiență extrem de scăzută din următoarele motive:

• opțiuni ineficiente de lichid de răcire (lichidul de lucru) care limitează temperatura maximă de încălzire;
• pierderi de energie datorate frecării pieselor și conductivității termice a carcasei motorului;
• lipsa materialelor de construcție rezistente la presiune ridicată.

Soluțiile de inginerie au îmbunătățit constant designul unității de alimentare. Astfel, în a doua jumătate a secolului al XX-lea, un automobil cu patru cilindri Motorul Stirling cu propulsie rombica a arătat o eficiență de 35% în teste pe un lichid de răcire cu apă cu o temperatură de 55 ° C. Dezvoltarea atentă a designului, utilizarea de noi materiale și reglarea fină a unităților de lucru au asigurat că eficiența probelor experimentale a fost de 39%.

Notă! Motoarele moderne pe benzină de putere similară au o eficiență de 28-30%, iar motoarele diesel cu turbocompresor între 32-35%.

Exemplele moderne de motor Stirling, precum cel creat de compania americană Mechanical Technology Inc, demonstrează o eficiență de până la 43,5%. Și odată cu dezvoltarea producției de ceramică rezistentă la căldură și materiale inovatoare similare, va fi posibilă creșterea semnificativă a temperaturii mediului de lucru și obținerea unei eficiențe de 60%.

Exemple de implementare cu succes a autovehiculelor Stirlings

În ciuda tuturor dificultăților, există multe modele de motoare Stirling eficiente cunoscute care sunt aplicabile în industria auto.

Interesul pentru Stirling, potrivit pentru instalare într-o mașină, a apărut în anii 50 ai secolului XX. Lucrările în această direcție au fost efectuate de preocupări precum Ford Motor Company, Volkswagen Group și altele.

Compania UNITED STIRLING (Suedia) a dezvoltat Stirling, care a folosit la maximum componentele și ansamblurile de serie produse de producătorii de automobile ( arbore cotit, biele). Motorul în V cu patru cilindri rezultat avea o greutate specifică de 2,4 kg/kW, ceea ce este comparabil cu caracteristicile unui motor diesel compact. Această unitate a fost testată cu succes ca centrală electrică pentru o furgonetă de marfă de șapte tone.

Una dintre mostrele de succes este un motor Stirling cu patru cilindri fabricat în Olanda, model „Philips 4-125DA”, destinat instalării într-un autoturism. Motorul avea o putere de lucru de 173 CP. Cu. în dimensiuni similare unei unități clasice pe benzină.

Inginerii General Motors au obținut rezultate semnificative prin construirea unui motor Stirling cu opt cilindri (4 cilindri de lucru și 4 de compresie) în formă de V, cu un mecanism de manivelă standard în anii '70.

O centrală similară în 1972 echipat cu o serie limitată de mașini Ford Torino, al cărui consum de combustibil a scăzut cu 25% față de clasicele opt în formă de V pe benzină.

În prezent, peste cincizeci de companii străine lucrează la îmbunătățirea designului motorului Stirling pentru a-l adapta la producția de masă pentru nevoile industriei auto. Și dacă este posibil să se elimine dezavantajele acestui tip de motor, menținându-și în același timp avantajele, atunci va fi Stirling, și nu turbinele și motoarele electrice, care va înlocui motoarele cu combustie internă pe benzină.

Salutare tuturor! Astăzi vreau să vă prezint atenția motor de casă, care transformă orice diferență de temperatură în lucru mecanic:

Motorul lui Stirling- un motor termic în care un fluid de lucru lichid sau gazos se deplasează într-un volum închis, un tip 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:

După ce am văzut acest miracol, am avut dorința de a-l face)) În plus, au existat o mulțime de desene și modele ale motorului pe Internet. Voi spune imediat: nu este dificil de făcut, dar ajustarea și realizarea unei funcționări normale este puțin problematică. Mi-a funcționat bine doar a treia oară (sper că nu vei suferi așa)))).

Principiul de funcționare al motorului Stirling:

Totul este realizat din materiale disponibile pentru fiecare creier:

Ei bine, ce zici fără dimensiuni)))

Cadrul motorului este realizat din sârmă agrafă. 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.

Tija de deplasare este realizată dintr-un nit orb (fabricare: trageți cu atenție partea interioară și, dacă este necesar, curățați-o cu șmirghel fin; lipiți partea exterioară de capacul superior „rece” cu capul îndreptat spre interior). Dar această opțiune are un dezavantaj - nu este complet sigilată și există o ușoară frecare, deși o picătură de ulei de motor va ajuta să scapi de el.

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. Un disc format din mai multe straturi de carton este lipit de centrul carcasei, pe care este atașată biela.

Arborele cotit este realizat din aceleași cleme ca și întregul cadru al motorului. Unghiul dintre piston și coturile deplasatorului este de 90 de grade. Cursa de lucru a deplasatorului este de 5 mm; piston - 8 mm.

Volanul este format din două discuri CD care sunt lipite de un cilindru de carton și plasate pe axa arborelui cotit.

Deci, nu mai vorbi prostii, vi-l prezint video cu funcționarea 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, în al doilea, a trebuit să mă bazez pe intuiție))) Dar după cum puteți vedea, totul a funcționat (deși am reconstruit complet motorul de 3 ori)) ))

Dacă aveți întrebări, scrieți în comentarii, vom rezolva)))

Vă mulțumim pentru atenție)))

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. Pe site-ul nostru web există deja mai multe opțiuni pentru fabricarea acestor motoare, iar în această publicație, consultați complet varianta simpla făcut acasă.

Consultați cele 3 opțiuni de bricolaj de mai jos.

Dmitri Petrakov, la cererea populară, a filmat instrucțiuni pas cu pas pentru asamblarea unui motor Stirling puternic în raport cu dimensiunea și consumul de căldură. Acest model folosește materiale care sunt accesibile oricărui privitor și răspândite; oricine le poate achiziționa. Autorul a selectat toate dimensiunile prezentate în acest videoclip pe baza multor ani de experiență în lucrul cu Stirlings cu acest design, iar pentru acest exemplar special, acestea sunt optime.

Acest model folosește materiale care sunt accesibile fiecărui privitor și răspândite, datorită cărora oricine le poate achiziționa. Toate dimensiunile prezentate în acest videoclip au fost selectate pe baza multor ani de experiență în lucrul cu Stirlings cu acest design, iar pentru acest specimen special, acestea 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 să funcționeze în tandem cu motoarele Stirling. Particularitatea pompei constă în cantitatea mică de energie necesară pentru a-și îndeplini activitatea: acest design utilizează doar o mică parte din volumul de lucru intern dinamic al motorului și, prin urmare, are un efect minim asupra performanței sale.

Motor Stirling dintr-o cutie de conserve

Pentru a-l realiza, veți avea nevoie de materiale disponibile: 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 este fabricat cilindrul motorului. Tăiem un cerc dintr-o bucată din cauciucul nostru spumă, îi facem diametrul cu doi milimetri mai mic decât diametrul interior al cutiei, iar înălțimea sa este puțin mai mare de jumătate din ea.

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

Perforăm cercul de spumă de cauciuc spumă în mijloc cu un șurub și îl fixăm cu o șaibă în partea de sus și în partea de jos cu o șaibă și o piuliță. După aceasta, atașăm o bucată de agrafă prin lipire, îndreptând-o mai întâi.

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

Facem un cilindru din tablă folosind lipire.

Atașăm cilindrul finit la cutie folosind 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 să fie de 90 de grade. Genunchiul care va fi deasupra cilindrului în înălțime este cu 1-2 mm mai mare decât celălalt.

Folosim agrafe pentru a face suporturi pentru arbore. Facem o membrană. Pentru a face acest lucru, punem o folie de plastic pe cilindru, o împingem puțin spre interior și o fixăm pe cilindru cu filet.

Facem biela care va trebui atașată la membrană dintr-o agrafă și o introducem într-o bucată de cauciuc. Lungimea bielei trebuie făcută astfel încât la punctul mort inferior al arborelui membrana să fie trasă în interiorul cilindrului, iar cel mai sus, dimpotrivă, să fie extinsă. Am instalat a doua biela în același mod.

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

Folosim un fier de lipit pentru a atașa picioarele agrafelor de cutie și a atașa volantul la manivelă. De exemplu, puteți folosi un CD.

Motor Stirling facut acasa. Acum nu mai rămâne decât 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 comprimarea și extinderea ciclică a aerului sau a altui gaz (fluid de lucru) la diferite 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 continuu gazos.

Motoarele Stirling au o eficiență mai mare decât motoarele cu abur și pot atinge o eficiență de 50%. Ele sunt, de asemenea, capabile să funcționeze silențios și pot folosi aproape orice sursă de căldură. Sursa de energie termică este generată extern motorului Stirling, mai degrabă decât prin ardere internă, așa cum este cazul motoarelor cu ciclu Otto sau cu ciclul diesel.

Motoarele Stirling sunt compatibile cu surse de energie alternative și regenerabile, deoarece acestea pot deveni din ce în ce mai semnificative pe măsură ce prețul combustibililor tradiționali crește și în lumina problemelor 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 o eprubetă și o seringă .

Cum să faci un motor Stirling simplu - Video

Componente și pași pentru a face un motor Stirling

1. O bucată 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. Bile de marmură sau sticlă

În motorul Stirling, aceste bile îndeplinesc o funcție importantă. În acest proiect, marmura acționează ca un dislocator de aer cald din partea caldă a eprubetei spre partea rece. Când marmura înlocuiește aerul cald, se răcește.

3. Bețe și șuruburi

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

4. Piese de cauciuc

Cumpărați o radieră și tăiați-o în următoarele forme. Este folosit pentru a ține eprubeta în siguranță și pentru a-și menține etanșarea. Nu ar trebui să existe scurgeri la gura tubului. Dacă acesta este cazul, 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, acesta împinge pistonul în jos. Ca rezultat, cilindrul seringii se mișcă în sus. În același timp, marmura se rostogolește spre partea fierbinte a eprubetei și deplasează aerul fierbinte 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 oameni 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: 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 cum să le „explicați” cu ușurință într-un mod foarte incomplet și nesatisfăcător.

În opinia mea, nu poți înțelege un motor Stirling pur și simplu construindu-l sau observând cum funcționează din exterior: trebuie să te gândești serios la ciclul de pași prin care trece, ce se întâmplă cu gazul din interior și cum diferă acesta. din ceea ce se întâmplă într-un motor cu abur convențional.

Tot ceea ce este necesar pentru ca motorul să funcționeze este o diferență de temperatură între fierbinte și părțile reci cameră de gazare. 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. Cel mai comun design este acela de a avea motorul în centrul unei oglinzi parabolice. Pe dispozitivul de urmărire va fi montată o oglindă, astfel încât razele soarelui să fie focalizate asupra motorului.

* 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 bucată de hârtie sau un chibrit, am dreptate? Noile tehnologii se dezvoltă pe zi ce trece. Energia termică solară concentrată câștigă din ce în ce mai multă atenție în aceste zile.

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

Acest simplu motor Stirling a fost construit din materiale care sunt disponibile în majoritatea laboratoarelor de știință 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 eprubetei, căldura este transferată în gaz, iar gazul se extinde, crescând volumul și împingând pistonul seringii în sus.

Procesul 2 → 3 Pe măsură ce marmura se deplasează spre capătul fierbinte al eprubetei, gazul este forțat de la capătul fierbinte al eprubetei la capătul rece și, pe măsură ce gazul se mișcă, transferă căldură pe peretele eprubetei.

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

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

Cunoscutul motor Stirling poate fi creat independent de materialele vechi. Orice sursă de căldură din acest design este capabilă să vă ofere energie la ieșirea dispozitivului.

Materiale

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

• CD – disc;
• suport pentru CD din plastic;
• tabla de aluminiu de 25 x 13 cm;
• rășină epoxidică;
• sârmă;
• țeavă PVC de 7 inci;
• Styrofoam;
• țeavă de cupru de ¾ inch;
• banda adeziva;
• pistol termic și lipici fierbinte;
• ferăstrău pentru metal;
• burghiu;
• tăietori de sârmă;
• puzzle;
• busolă.

Pasul 1. Este necesar să tăiați o parte a structurii de pe suportul pentru CD. Rezultatul ar trebui să fie un cerc fără fund și vârf cu margini netede. Înălțime - aproximativ 4 cm.

Pasul 2. Folosind o busolă, măsurați diametrul cercului rezultat. Transferați-l în spumă. Faceți două cercuri. Asigurați-vă că marcați centrul. Slefuiți cercurile cu un puzzle. Lipiți-le împreună. Pentru a asigura o potrivire clară în cerc, acoperiți marginea exterioară cu bandă adezivă.

Pasul 3. Tăiați cercuri cu un diametru de dimensiunea circumferinței unui suport pentru CD din foi de aluminiu. Ar trebui să fie doi.

Pasul 4. Exact în mijlocul tablei de aluminiu de sus, găuriți o gaură în care va intra firul. Pentru a face firul să se miște drept, așa cum avem nevoie, sudați o bucată de țeavă de colț, așa cum se arată în fotografie. Faceți o altă gaură în capacul superior pentru sârmă. Luați firul propriu-zis care va ține pistonul, verificați dacă se poate deplasa prin aceste orificii, dar să fie și etanșeitate.

Mai aproape de marginea capacului superior, găuriți o altă gaură cu diametrul egal cu o bucată din cea existentă. teava metalica.

Pasul 5. Acum trebuie să faci un piston. Pentru a face acest lucru, luați o bucată de țeavă metalică, care va intra apoi în această structură. Clătiți-l și puneți-l pe un capac acoperit cu o bucată de punga de plastic. Lubrifiați interiorul tubului și punga în sine cu ulei. După aceasta, turnați rășină epoxidică încălzită în matrița rezultată. Ar trebui să fie cald, nu fierbinte. Pe măsură ce se întărește, va trebui să împingeți cu forță pistonul învățat. Formați un cârlig din sârmă. Găuriți în bucată rășină epoxidică gaura si introduceti acest fir in el. Pistonul este gata.

Pasul 6. O parte a structurii trebuie asamblată. Lipiți partea inferioară a structurii cu lipici fierbinte. De asemenea, mai faceți niște cârlige de sârmă. Tăiați cârligul care va fi situat în mijlocul întregii structuri. Sigilați capetele cârligelor cu rășină epoxidică.

Pasul 7. Fixați țeava pe foaia superioară de aluminiu. Lubrifiați-l, introduceți pistonul. Faceți un model al părții mobile a structurii. Pentru a face acest lucru, pur și simplu atașați hârtia și faceți marcaje de bază. Îndoiți firul conform planului desenat.

Pasul 8. Faceți o gaură în cârlige, care este puțin mai mare decât firul principal.

Pasul 9. țeavă PVC tăiați în jumătate și atașați la baza de aluminiu cu lipici fierbinte. Faceți găuri în țeavă în care puneți arborele cotit de sârmă. Atașați un capac de borcan de plastic sau un CD la celălalt capăt al arborelui. Ar trebui să se rotească.