diy斯特林发动机

DIY 斯特林发动机 2010-10-13 19:41|发布者: 老 A|查看: 57514|评论: 13分享到： QQ 空间新浪微博腾讯微博人人网百度搜藏百度空间百度贴吧腾讯朋友 24简介：斯特林引擎(Stirling Engine)的优势特色与问题从 Stirling Engine 的原理与结构来看，它有几项颇具优势的特点：1.、其使用外部热源，因此只要是能够产生热，皆可用来做为推动的能源，所以并不仅限于可燃烧的燃料。而由于内燃机常令人诟病其排放的废气，会产环境污染的问题，因此能够使用地热、太阳能等自然的能源来运作StirlingEngine，显然在此方面是具有优势的。斯特林发动机原理2.、虽然 Stirling Engine 常被归类于外燃机，但实际上，只要能够产生温差，就能够成为运作的能源，因此使用低温流体，如乾冰、或冰水，同样可使Stirling Engine 进行运作。3.、由于 Stirling Engine 外部热源与工作气体(Working gas)是分开的，因此没有燃烧废弃物堆积于内部的问题，使用的润滑油周期较持久。4、由于热源位于外部，因此在调整控制上，比内燃机容易得多。5、 热源的提供是连续性的，较不会有燃料燃烧不全的情形。6、比起其他引擎，它的构造很简单，不需要阀门，也没有化油器等机构。7、运作的温度与压力比起蒸气引擎或内燃式引擎要低且安全的多，因此引擎强度与重量不需要很要求很高。8、没有燃烧爆炸的作用，运作也很安静，没有剧烈的震动。以上就是 Stirling Engine 的发展优势。然而，既然 Stirling Engine 具有优势，但为何当初它并没有成为普遍的动力系统?显然它仍然有一些问题有待克服或替代方桉：斯特林发动机原理1、无法避免热源对热室的侵蚀。毕竟高温差使得其运作效率提高，但也相对的会使活塞机构产生高温或低温侵蚀性的影响，引响运作寿命。2、虽然在低温差可以运作，但要在低温差下产生大量的动能时，引擎的体积就会很巨大。3、高低温差的控制很困难，尤其取决于引擎的隔热包装技术。如果无法有效控制，会徒增能源的散逸，减低效率。4、刚开始 Stirling Engine 无法迅速运转，它必须经过一段“暖机时间”。5、要改变它的能量输出等级是很难的，它无法像内燃机一样用燃油多寡直接去控制动力的大小。6. 最好的工作气体是使用氢等分子量小的气体，但这些气体不易保存。所以，以上的这些特性与问题，造成了 Stirling Engine 发展的兴衰。以目尽管如此，Stirling Engine 仍被利用在进行乾淨、环保的长时期稳定运作的电力生产与低温冷冻上。斯特林发动机原理第一步：材料与工具准备：首先要准备的材料与工具如表 1、表 2 所示。表 1 材料表名称 规格 数量 备注试管 18 x 150mm 1 支 附橡皮塞玻璃针筒 10 ml 1 支 作为活塞铜管 内径约 2mm 2 段铜棒 2mm 1 根光碟片 1 片铅线 约 1.5mm 1 包 曲轴铁丝 细 固定钢丝绒用钢丝绒 1 包 移气活塞塑胶软管 3 mm 1 段木条 180 x 10 x 8 mm 1 支 木条木板 若干 基座热熔胶 若干橡皮筋 2 条 固定试管及针筒小螺帽 内径约 1.5mm 若干小铁钉 约 1.5mm 若干 轴用冰棒棍 若干表二：工具表名称 数量 备注剪刀 1美工刀 1剪嘴钳 1 制作曲轴虎钳 1 制作曲轴线锯 1 切割木板电钻 1直尺 1记号笔 1 做记号实验室酒精灯 35 组 亦可用蜡烛代替工业酒精 2 瓶铁鎚 1 钉制基架材料图：第二步：制作步骤(一)利用手摇钻(或小电钻)将橡皮塞钻出两个孔，一为连通气室用，一为交换器用(二)将钢丝绒以小铁丝绑绕在铜棒上，製成移气活塞。活塞长度约为试管长度的一半。(三)将做好的移气活塞组合上试管。并装上塑胶软管与钻孔的小木块(连结轴用)。(四)将玻璃针筒以热熔胶固定在木条上，并用橡皮筋加强固定。针筒后方黏上钻孔的小木块，以备之后连结轴用。斯特林发动机 (五)同样将试管固定在木条上。然后以塑胶软管连接。(六)此时可以稍作测试。加热试管前端，拉动移气活塞，看看针筒是否会前后伸缩移动。如没有，则应该检查是否出现漏气现象。(七)在木条前 10mm 钻一 1.5mm 的孔，接着依下列尺寸，将铅线弯曲制作曲轴，并黏合光碟片。要注意针筒与移气活塞必须有相差 90 度的相位角。(八)计算移气活塞的活动长度，在冰棒棍上适当钻孔以符合，将木条与冰棒棍切割钻孔。(九)最后将钻孔完毕的冰棒棍以小铁钉组合上去，即完成本次活动制作。第三步：测试与完成要使自制的 Stirling Engine 运作，首先在试管下至一酒精灯，待烧热约1分钟，试着转动光碟片即可。如果旋转不够顺利，试着微调相位角度;又或者旋转的连续性(贯性)不够，可在光碟片上夹上小夹子，以增加其惯性转动力量。注意事项：虽然，本次制作的 Stirling Engine 教具结构简单，但整个史特灵引擎制作的关键，就在曲轴与活塞，因此有几点影响制作成功与否的关键要点要注意：1. 气体交换室(试管)的密闭性要高，尽量不要有漏气现象。2. 曲轴角度要呈 90 度，移气活塞的相位角要比活塞提前 90 度。3. 移气活塞的铜棒管接合处，要尽量能滑顺，但又不能有大量漏气现象，挑选铜管与铜棒时，公差要配合好。4. 曲轴旋转的流畅度是关键，这个部份需要的精密度较高，尽量能以模具或电动工具製作。5. 连结曲轴的冰棒棍要尽量平行推动，不要有分向力量减低推动。6. 光碟片的目的是要增加其旋转惯性，如惯性不足，可用小夹子夹住光碟片来调整。斯特林发动机晨怡热管 哈尔滨晨怡热管技术有限公司 站点首页 站点动态o 公司介绍o 联系方式o 财务信息o 本站地图 公司产品o 热管配套o 产品说明o 能源产品 资料积累o 热管研究o 热管文献o 真空研究o 辅助知识o 相变材料o 换热散热o 国外文献 VIP 会员区o 热管资料o 法则标准 节能技术o 电脑热管o 工业热管o 辅助产品o 热管产品o 太阳能源o LED 技术o 发电技术 休闲号外o 热管名人o 业余爱好o 热管人才o 知名厂家 新品发布 样品及价格发布晨怡热管 节能技术 动手制做-斯特林发动机模型动手制做 -斯特林发动机模型晨怡热管 2008-1-27 9:47:47什么是斯特林热机？热气机（即斯特林发动机）的理想热力循环，为 19 世纪苏格兰人 R.斯特林所提出，因而得名。它是由两个定容吸热过程和两个定温膨胀过程组成的可逆循环，而且定容放热过程放出的热量恰好为定容吸热过程所吸收。热机在定温(T1)膨胀过程中从高温热源吸热，而在定温(T2)压缩过程中向低温热源放热。斯特林循环的热效率为 公式中 W 为输出的净功；Q1 为输入的热量。根据这个公式， 只取决于 T1 和 T2，T1 越高、T2 越低时，则 越高，而且等于相同温度范围内的卡诺循环热效率。因此，斯特林发动机是一种很有前途的热力发动机。斯特林循环也可以反向操作，这时它就成为最有效的制冷机循环。斯特林循环可以分为 4 个过程：定温压缩过程:配气活塞停留在上止点附近，动力活塞从它的下止点向上压缩工质，工质流经冷却器时将压缩产生的热量散掉，当动力活塞到达它的上止点时压缩过程结束。 定容回热过程:动力活塞仍停留在它的上止点附近,配气活塞下行，迫使冷腔内的工质经回热器流入配气活塞上方的热腔，低温工质流经回热器时吸收热量，使温度升高。 定温膨胀过程：配气活塞继续下行，工质经加热器加热，在热腔中膨胀，推动动力活塞向下并对外作功。定容储热过程：动力活塞保持在下止点附近，配气活塞上行，工质从热腔经回热器返回冷腔，回热器吸收工质的热量，工质温度下降至冷腔温度。 在理论上，定容储热量等于回热量，其循环效率等于卡诺循环效率。两个活塞的运动规律是由菱形传动机构来保证的。斯特林（Robert Stirling， 17901878）英国物理学家，热力学研究专家。斯特林对于热力学的发展有很大贡献。他的科学研究工作主要是热机。热机的研制工作，是 18 世纪物理学和机械学的中心课题，各种各样的热机殊涌而出，不断互相借鉴，取长补短，热机制造业兴旺起来，工业革命处于高潮时期。随着热机发展，热力学理论研究提到了重要位置，不少科学家致力于热机理论的研究工作，斯特林便是其中著名的一位。他所提出的斯特林循环，是重要的热机循环之一，亦称“斯特林热气机循环” 。这种循环，是封闭式的，采用定容下吸热的气体循环方式。循环过程是：等容吸热加热；由外热源等温加热；等容放热，供吸热用；向冷体等温放热，完成一个循环。在理想吸热的条件下，这种循环的热效率，等于温度上下限相同的卡诺循环。利用这种循环的“斯特林热机”，具有很多特点，如采用外燃，或外热源供热等。由于这种循环是封闭式循环，可采用传热性能好的工质，同时，工质的腐蚀性也可以很小，如氮气、氢气等气体。充入的气体工质，还可以加大压力，视封闭系统的情况，能够采用远远大于大气压力的高压气体工作，这样可以提高发动机的单位重量的功率，减小发动机的体积和重量。斯特林热机在逆向运转时，可以作为制冷机或热泵机，这种设想在现代已进入了实用研究阶段。斯特林循环热空气发动机不排废气，除燃烧室内原有的空气外，不需要其他空气，所以适用于都市环境和外层空间。18 世纪末和 19 世纪初，热机普遍为蒸汽机，它的效率是很低的，只有 3一 5左右，即有 95以上的热能没有得到利用。到 1840 年，热机的效率也仅仅提高到 8。斯特林对于热力学理论的研究，就是从提高热机效率的目的出发的。他所提出的斯特林循环的效率，在理想状况下，可以无限提高。当然受实际可能的限制，不可能达到 100，但提供了提高热效率的努力方向。用试管和玻璃注射器制作的斯特林发动机模型用试管和玻璃注射器做个斯特林发动机,用蜡烛就可以转，用酒精灯大