Transcript Stirlingův Motor.

Stirlingův Motor
Vypracovali:Petr Veselý, Dominik Bauchner
Robert Stirling
•
•
•
•
•
(25.10. 1790 – 6.6. 1878)
Skotský duchovní
Zájem o strojírenství po otci
Studoval teologii
27.9. 1816 - vynalezl motor s
vnějším spalováním
• 1818 - velký motor s výkonem
2 hp, aby čerpal vodu z
kamenolomu
• 1827 a 1840 - 2 patenty na
zdokonalené varianty svého
stroje
• 19. století a na počátku 20. století
• Malé motory poháněly zubařské vrtačky, domácí
ventilátory, šicí stroje atp.
• Velké typy byly používány k pohonu navijáků a v dalších
průmyslových aplikacích.
• Používala se kapalná, pevná i plynná paliva
• Vynálezce John Ericsson:
• projekt pancéřová bitevní loď Monitor z doby občanské
války v USA
• motor poháněný pouze sluneční energií
• Stirlingův motor vytlačen nově vyvinutými spalovacími
motory a elektromotory
• Zájem o tento motor znovu podnítil až v roce 1938 N.V.
Philips z Nizozemí, když začal s vývojem malého
Stirlingova motoru s výkonem 200W
• helium či vodík jsou výhodnější než vzduch zvýšit měrný
výkon a účinnost zjistil, že plyny s nižší molekulovou
hmotností, jako
Philips V4-65
• V 70. letech 20.
století
• Philips 4-65 s
naklápěcí
deskou
• Tento motor
prošel dlouhým
vývojem, který
byl směřován do
použití v
osobních
automobilech
V4X2
• 1974 zastavěn do osobního
vozidla Ford Pinto s
automatickou převodovkou
• Do výroby se nedostal.
• Vývoj dále pokračoval až do
finálního typu V4X35, který byl
v roce 1974 zastavěn do vozu
Ford Taurus s manuální
převodovkou, avšak největší
slabinou Stirlingova motoru je
právě rychlá změna výkonu,
kterou manuální převodovka
vyžaduje mnohem více než
automatická
• Sériová výroba nebyla nikdy
zahájena z důvodů ceny
pohonné jednotky, kterou
značně prodražil právě systém
regulace výkonu.
Konstrukce motoru
• Stirlingův motor má dva pracovní prostory, mezi nimiž
může volně proudit plyn (je v nich prakticky stejný tlak).
Jeden z prostorů je studený, druhý horký. Toho je
docíleno buď přímým ohříváním a chlazením komor
nebo, a to častěji, vnějším ohřívačem a chladičem. Mezi
ohřívačem a chladičem je obvykle zařazen ještě
regenerátor, akumulující teplo plynu procházejícího z
ohřívače do chladiče nebo naopak.
• Tohoto motoru existuje mnoho modifikací - písty mohou
být v samostatných válcích, nebo v jednom válci
společném, kdy jeden z pístů pracuje v dvojčinném
režimu.
Pracovní cyklus – 1.fáze
• Oba písty se pohybují
společně, expandující
zahřátý plyn v horkém
prostoru koná práci.
2.fáze
• Řídící píst začíná
vytlačovat plyn z
horkého do
studeného prostoru.
Celkový objem se
nemění, není tedy
konána práce.
3.fáze
• Pracovní píst začíná
stlačovat plyn ve
studeném prostoru.
Tlak ochlazením klesl,
proto je vykonávaná
práce menší, než při
expanzi.
4.fáze
• Stlačený studený plyn
proniká do horkého
prostoru aby tam po
zahřátí začal
expandovat.
Pracovní plyn:
Jako plyn konající práci se dříve používal vzduch. Dnes se kvůli vyšší tepelné
vodivosti a menším turbulentním ztrátám používá raději helium či vodík.
Výhody a nevýhody:
Hlavní výhodou je skutečnost, že tento motor může pracovat s nejrůznějšími zdroji
vnější tepelné energie. Od geotermální či solární počínaje a konče fosilními palivy či
biomasou. Termická účinnost se u motorů s výkonem 1 až 25 kW pohybuje v
rozmezí 25 až 33%. Energetická účinnost v rozmezí 18 až 22%. Dalšími výhodami
jsou tichý chod, vysoká životnost či minimální možnost poruchy.
Teoreticky by také tento motor mohl pracovat s větší účinností a tím přispět k šetření
energie a ochraně přírody, v praxi se to ale moc nedaří, protože se dá těžko
dosáhnout vysoká pracovní teplota.
Nevýhodou je špatná regulovatelnost a malá pohotovost k provozu. Potřebuje také
poměrně velký chladič s výkonným ventilátorem a pro dosažení vysoké účinnosti
musí pracovat s vysokými tlaky plynu. Používá se tedy většinou jako stacionární
motor.
Větráček do počítače na
principu Stirlingova motoru
Větrák
Použité Zdroje:
•
•
•
•
•
wikipedia.cz
stirling.cz/tedom-stirlinguv-motor-historie.html
en.wikipedia.org/wiki/Robert_Stirling
tweaktown.com/news/9051/msi_employees_stirling_engine_theory/index.ht
ml
youtube.com