✖


Jump to content

Применение двигателя Stirling

Настольный двигатель Гамма Стирлинг. Рабочая жидкость в этом двигателе - воздух. Горячий теплообмен - это стеклянный цилиндр справа, а холодный теплообменник - это ореовый цилиндр сверху. В этом двигателе используется небольшая горелка спирта (справа внизу) в качестве источника тепла

Применение двигателя Стирлинга варьируется от механического движения до нагрева и охлаждения до электрических систем. Двигатель Stirling - это тепловой двигатель, работающий путем циклического сжатия и расширения воздуха или другого газа, « рабочей жидкости », на разных уровнях температуры, так что существует чистое преобразование тепла в механическую работу . [ 1 ] [ 2 ] Тепловой двигатель цикла Стирлинга также может быть приведен в обратном направлении, используя механическую энергию для привода теплопередачи в обратном направлении (то есть тепловой насос или холодильник). [ 3 ]

Существует несколько конфигураций дизайна для двигателей Стирлинга, которые могут быть построены (многие из которых требуют вращающихся или скользящих уплотнений), которые могут ввести сложные компромиссы между потери трений и утечкой хладагента . Можно построить бесплатный вариант двигателя Stirling, который может быть полностью герметично запечатан , уменьшает потери трения и полностью устраняет утечку хладагента. Например, свободный охладитель поршневого поршня (FPSC) может преобразовать электрическую энергию в практический эффект теплового насоса, используемый для высокоэффективных портативных холодильников и морозильников. И наоборот, может быть построен свободный электрический генератор, преобразующий тепловой поток в механическую энергию, а затем в электричество. В обоих случаях энергия обычно преобразуется из/в электрическую энергию с использованием магнитных полей таким образом, чтобы избежать компромисса герметического уплотнения. [ 3 ] [ 4 ]

Механический выход и движение

[ редактировать ]

Автомобильные двигатели

[ редактировать ]

Часто утверждается, что двигатель Stirling имеет слишком низкое соотношение мощности/веса, слишком высокое стоимость, и слишком долгое время для автомобильных приложений. У них также есть сложные и дорогие теплообменники. Хулчик стерлингов должен отклонить вдвое больше тепла, чем двигатель OTTO или радиатор дизельного двигателя . Нагреватель должен быть изготовлен из нержавеющей стали, экзотического сплава или керамики для поддержки высоких температур нагрева, необходимых для высокой плотности мощности, и для содержания газового водорода, который часто используется в автомобильных стрижках, чтобы максимизировать мощность. Основными трудностями, связанными с использованием двигателя Stirling в автомобильном применении, являются время запуска, отклик ускорения, время отключения и вес, не все из которых имеют готовые решения.

Тем не менее, был введен модифицированный двигатель Stirling, в котором используются концепции, взятые из запатентованного двигателя внутреннего схватка с камерой боковой стенки сжигания (патент США 7,387,093), которая обещает преодолеть недостатки плотности мощности и конкретной силы, а также медленное Проблема с ускорением-ответом, присущая всем двигателям Стирлинга. [ 5 ] Можно было бы использовать их в системах когенерации, которые используют отработанное тепло от обычного выхлопа поршня или газового турбинного двигателя и использовать его либо для питания вспомогательных пакетов (например, генератора ) , либо даже в качестве турбокомпакозной системы, которая добавляет питание и крутящий момент до коленчатого вала.

Автомобили, работающие исключительно с помощью двигателей Stirling, были разработаны в тестовых проектах NASA , а также более ранние проекты Ford Motor Company с использованием двигателей, предоставленных Philips , [ 6 ] и American Motors Corporation (AMC) с несколькими автомобилями, оснащенными подразделениями из Швеции United Stirling, построенной под лицензией от Philips. Проекты тестирования транспортных средств НАСА были разработаны подрядчиками и обозначенными MOD I и MOD II.

1979 DOE NASA AMC SPIRY DL с двигателем Stirling

В партнерстве с Министерством энергетики Соединенных Штатов (DOE) и НАСА в соответствии с контрактом AM AM General Amc General, согласно контракту AMC AM General, были построены по контракту AMC AM General . [ 7 ] Объединенный P-40 AMC Spirit, работающий на P-40 , был тщательно протестирован на протяжении более 50 000 миль (80 467 км) и достигал средней эффективности использования топлива до 28,5 миль на галлон (8,3 л/100 км; 34,2 миль на галлон ). [ 8 ] 4-дверный подъемный защитник 1980 года был также преобразован в United Stirling P-40 Power, чтобы продемонстрировать двигатель Stirling для общественности и продвигать программу альтернативного двигателя правительства США. [ 9 ]

Испытания, проведенные с AMC Spirit 1979 года, а также Opel и AMC Concord 1977 года , показали, что двигатели Стирлинга «могут быть превращены в автомобильный транспортный поезд для пассажирских транспортных средств и могут дать благоприятные результаты». [ 10 ] Тем не менее, прогресс был достигнут с помощью двигателей с искоренением равной силы с 1977 года, и требования средней экономии топлива (CAFE), которые должны были достигнуты автомобилями, продаваемыми в США, были увеличены. [ 11 ] Кроме того, конструкция двигателя Stirling продолжала демонстрировать недостаток в эффективности использования топлива [ 11 ] Было также два основных недостатка для потребителей, использующих двигатели Стирлинга: сначала было время, необходимое для согреваемости - потому что большинство водителей не любят ждать, чтобы начать вождение; и во -вторых, была сложность изменения скорости двигателя - таким образом, ограничивая гибкость вождения на дороге и движение. [ 12 ] Процесс автопроизводителей, преобразовавших свои существующие объекты и инструменты для массового производства совершенно нового дизайна и типа силовой установки, также был подвергнут сомнению. [ 11 ]

Проект MOD II в 1980 году создал один из самых эффективных автомобильных двигателей, когда -либо изготовленных. Двигатель достиг пиковой тепловой эффективности 38,5%по сравнению с современным двигателем искры (бензиновой), который имеет пиковую эффективность 20-25%. Проект MOD II заменил нормальный двигатель зажигания искры в 4-дверной Chevrolet Cevrolet Notchback 1985 года . В отчете о проектировании MOD II 1986 года (Приложение A) результаты показали, что пробег на газе на шоссе был увеличен с 40 до 58 миль на галлон - US (от 5,9 до 4,1 л/100 км; от 48 до 70 миль на галлон ) и достиг городского диапазона 26 до 33 миль на галлон (9,0–7,1 л/100 км; 31–40 миль на галлон ) без изменения веса грубого автомобиля. Время запуска в автомобиле НАСА составило максимум 30 секунд, в то время как исследовательский автомобиль Ford использовал внутренний электрический нагреватель для быстрого запуска двигателя, что дало время запуска всего несколько секунд. Высокий крутящий момент момента двигателя Стирлинга на низкой скорости устранял необходимость преобразователя крутящего момента в трансмиссии, что приводит к снижению веса и потери трансмиссии трансмиссии. Это привело к повышению эффективности, упоминаемой в результатах теста. [ 13 ] [ 14 ]

Эксперименты показали, что двигатель Stirling может повысить эксплуатационную эффективность транспортного средства, в идеале отделяя Стирлинг от прямых потребностей в мощности, устраняя прямую механическую связь, используемая в большинстве нынешних транспортных средств. Его основная функция, используемая в электрическом гибридном транспортном средстве с увеличенным диапазоном , будет в качестве генератора, обеспечивающего электроэнергию для управления двигателями тяги электромобиля и зарядки буферного аккумулятора. В нефтом-гидравлическом гибриде Стирлинг выполнит аналогичную функцию, что и в нефтом-электрическом серии-гибриде, поворачивая насос, заряжающую гидравлический буферный бак. Несмотря на то, что они успешны на этапах модификации 1 и мод 2 экспериментов, сокращение финансирования дальнейших исследований и отсутствие интереса со стороны автопроизводителей прекратило возможную коммерциализацию программы автомобильного двигателя Stirling Engine. [ 7 ]

Электромобили

[ редактировать ]

Двигатели Stirling в рамках гибридной системы электрического привода могут обойти проблемы с проектированием или недостатки негибридного автомобиля Stirling.

В ноябре 2007 года был объявлен гибридный автомобиль с прототипом с использованием Solid Biotuel и двигателя Stirling, который был объявлен проектом в Швеции. [ 15 ]

Лидер New Hampshire Union сообщил, что Дин Камен автомобиль серии, разработал гибридный гибридный используя Ford . [ 16 ] Названный Deka Revolt, автомобиль может достигать приблизительно 60 миль (97 км) на одном заряде своей литийной батареи . [ 16 ]

Самолетные двигатели

[ редактировать ]

Роберт МакКонаги создал первый летающий самолет с двигателем Стирлинга в августе 1986 года. [ 17 ] Двигатель бета -типа весил 360 граммов и производил всего 20 Вт мощности. [ 18 ] Двигатель был прикреплен к передней части модифицированного радиоконтрольного планера Super Malibu с грубым весом 1 кг. Лучший опубликованный испытательный полет длился 6 минут и продемонстрировал «едва достаточно мощности, чтобы случайный мягкий поворот и поддерживать высоту». [ 18 ]

Морские двигатели

[ редактировать ]

Двигатель Stirling может быть хорошо подходит для подводных энергосистем, где на прерывистых или непрерывных уровнях требуется электрическая работа или механическая мощность. General Motors проделал работу по передовым двигателям цикла Стерлинга, которые включают тепловое хранилище для подводных применений. United Stirling, в Мальмё, Швеция , разрабатывает экспериментальный четырехцилиндровый двигатель с использованием перекиси водорода в качестве окислителя в подводных энергетических системах. Подводная лодка Saga (подводная помощь Великой автономии) стала эксплуатационной в 1990 -х годах и обусловлена ​​двумя двигателями Стирлинга, поставляемыми с дизельным топливом и жидким кислородом . Эта система также имеет потенциал для движения поверхности поверхности, так как размер двигателя меньше вызывает беспокойство, и размещение секции радиатора в морскую воду, а не на открытом воздухе (каким бы наземным двигателем) позволяет быть меньше.

Шведский судостроитель Kockums построил восемь успешных подводных лодок с наезжими на Стерлингу с конца 1980-х годов. [ 19 ] [ 20 ] Они несут сжатый кислород, чтобы обеспечить погружение сжигания топлива, обеспечивая тепло для двигателя Стирлинга. В настоящее время они используются на подводных лодках классов в Готленде и Сёдерманленде . Они являются первыми подводными лодками в мире, в которых наблюдается независимая от воздуха, независимую от перемещения воздушное движение (AIP), которое расширяет их подводную выносливость с нескольких дней до нескольких недель. [ 20 ]

Двигатель Kockums также поддерживает японскую подводную лодку . [ 21 ]

Эта возможность ранее была доступна только с подводными лодками с ядерным питанием .

Насосные двигатели

[ редактировать ]

Двигатели Стирлинга могут питать насосы для перемещения жидкостей, таких как вода, воздух и газы. Например, ST-5 от Stirling Technology Inc. Выходная мощность 5 лошадиных сил (3,7 кВт), которая может запускать генератор 3 кВт или центробежный водяной насос. [ 22 ]

Электропроизводственная выработка

[ редактировать ]
Схематическая схема структурной схемы системой двигателя поршневого поршня

Комбинированное тепло и мощность

[ редактировать ]

В системе комбинированной тепло и питания (CHP) механическая или электрическая мощность генерируется обычным способом, однако тепло отходов, выделяемое двигателем, используется для подачи вторичного нагрева. Это может быть практически все, что использует низкотемпературное тепло. Часто это ранее существовавшее использование энергии, такое как коммерческое обогрев космоса, жилой нагрев воды или промышленный процесс.

Тепловые электростанции на электрической сети используют топливо для производства электроэнергии . Тем не менее, существует большое количество отходов, которое часто остается неиспользованным. В других ситуациях топливо высокого уровня сжигается при высоких температурах для низкотемпературного применения. Согласно второму закону термодинамики , тепловой двигатель может генерировать мощность от этой разницы температуры. В системе ТЭЦ высокотемпературное первичное тепло попадает в обогреватель двигателя Стирлинга, затем часть энергии преобразуется в механическую мощность в двигателе, а остальное проходит к охладителю, где она выходит при низкой температуре. двигателя Тепло «отходы» фактически исходит от основного кулера , и, возможно, из других источников, таких как выхлоп горелки, если он есть.

Мощность, производимая двигателем, может использоваться для запуска промышленного или сельскохозяйственного процесса, что, в свою очередь, создает отходы отходов биомассы, которые можно использовать в качестве бесплатного топлива для двигателя, что снижает затраты на удаление отходов. Общий процесс может быть эффективным и экономически эффективным.

В Inspirit Energy, британской компании, есть блок ТЭЦ, который под названием Inspirit Carder, который продается в 2016 году. Постоянное подразделение на полу генерирует 3 кВт электрической и 15 кВт тепловой энергии. [ 23 ] [ 24 ]

Whispergen, новозеландская фирма с офисами в Крайстчерче , разработала цикл «Микро комбинированного тепла и мощности» AC. Эти устройства Microchp являются газообразными центральными нагревающими котлами, которые продают неиспользованную энергию обратно в электрическую сетку . Whispergen объявил в 2004 году, что они производят 80 000 единиц для жилого рынка в Великобритании . Испытание на 20 единиц в Германии было проведено в 2006 году. [ 25 ]

Солнечная энергия

[ редактировать ]
Основная статья: двигатель Стирлинга с солнечной энергией
Блюдо из SES

Расположенный в фокусе параболического зеркала, двигатель Стирлинга может преобразовать солнечную энергию в электричество с эффективностью лучше, чем неконцентрированные фотоэлектрические клетки , и сопоставимы с концентрированной фотоэлектрической . 11 августа 2005 года Южная Калифорния Эдисон объявила о соглашении с Stirling Energy Systems (SES) о покупке электроэнергии, созданного с использованием более 30 000 солнечных двигателей Stirling, в течение двадцатилетнего периода, достаточного для генерации 850 МВт электроэнергии. Эти системы на 8000 акров (19 км 2 ) Солнечная ферма будет использовать зеркала для направления и концентрации солнечного света на двигатели, которые, в свою очередь, будут привести к генераторам. «В январе 2010 года, через четыре месяца после выхода на землю, компания -партнер Stirling Energy Partner Tessara Solar завершила солнечную электростанцию ​​Maricopa Maricopa мощностью 1,5 МВт в Пеории, штат Аризона , недалеко от Феникса. Электростанция состоит из 60 солнечных мест SES». [ 26 ] Suncatcher описывается как «большой, отслеживающий, концентрирующий солнечную мощность (CSP) коллектор блюд, который генерирует 25 киловатт (кВт) электричества на полном солнце. Каждое из коллекционеров диаметром 38 футов содержит более 300 изогнутых зеркал (гелиостаты), которые), которые содержит более 300 изогнутых зеркал (гелиостаты), которые содержит более 300 изогнутых зеркал ( гелиостаты ). Фокусируйте солнечный свет на блок преобразования питания, который содержит двигатель Стирлинга. [ 26 ] Были споры по поводу проекта [ 27 ] Из -за опасений воздействия на окружающую среду на животных, живущих на месте. Солнечное растение Maricopa было закрыто. [ 28 ]

Ядерная энергетика

[ редактировать ]

Существует потенциал для ядерных двигателей Стирлинга на электроэнергии. Замена паровых турбин на атомных электростанциях на двигателями Стирлинга может упростить растение, повысить эффективность и снизить радиоактивные побочные продукты. Ряд конструкций реактора заводчиков использует жидкий натрий в качестве охлаждающей жидкости. Если тепло следует использовать на паровой установке, требуется теплообменник воды/натрия, что вызывает некоторую обеспокоенность, если возникает утечка, когда натрий сильно реагирует с водой. Двигатель Стирлинга устраняет необходимость в воде в любом месте цикла. Это будет иметь преимущества для ядерных установок в сухих регионах.

Правительственные лаборатории Соединенных Штатов разработали современный дизайн двигателя Stirling, известный как генератор радиоизотопного радиоизотопа Стерлинга для использования в исследовании космоса. Он предназначен для генерации электричества для зондов глубокого космоса на миссиях продолжительностью десятилетия. Двигатель использует единый перемещение для уменьшения движущихся деталей и использует акустику с высокой энергией для передачи энергии. Источник тепла представляет собой сухой твердый ядерный топливный слизняк, а радиация является излучением в само свободное пространство.

Нагревание и охлаждение

[ редактировать ]

Если поставляется с механической мощностью, двигатель Stirling может функционировать в обратном направлении в качестве теплового насоса для нагрева или охлаждения. В конце 1930 -х годов корпорация Philips в Нидерландах успешно использовала цикл Стерлинга в криогенных приложениях. [ 29 ] Во время программы космического челнока НАСА успешно подняло охладитель цикла Стирлинга в форме « схож по размеру и форме с небольшим домашним. Единицы часто используются в общежитиях колледжа »для использования в лаборатории науки о жизни. [ 30 ] Дальнейшие исследования по этому подразделению для внутреннего использования привели к увеличению коэффициента карно в течение трех и снижения веса на 1 кг для блока. [ 31 ] Эксперименты были проведены с использованием ветровой питания, управляя тепловым насосом цикла Стирлинга для бытового отопления и кондиционирования воздуха. [ Цитация необходима ]

Стирлинг криокулеры

[ редактировать ]

Любой двигатель Стирлинга также будет работать в обратном направлении в качестве теплового насоса : когда к валу применяется механическая энергия, между резервуарами появляется разность температур. Основные механические компоненты криокулера Стерлинга идентичны двигателю Стирлинга. Как в двигателе, так и в тепловом насосе теплоте течет от пространства расширения в пространство сжатия; Тем не менее, входные работы требуются для того, чтобы тепло переходило «в гору» против теплового градиента, в частности, когда пространство сжатия жарче, чем пространство расширения. Внешняя сторона теплообменника в пространстве расширения может быть помещена в термоизолированный отсек, такой как вакуумная колба. Тепло фактически выкачивается из этого отсека через рабочий газ криокулера и в пространство сжатия. Пространство сжатия будет выше температуры окружающей среды, и поэтому тепло выпадет в окружающую среду.

Одним из их современных применений является криогеника и, в меньшей степени, охлаждение . При типичных температурах охлаждения кулеры стерлингов, как правило, не являются экономически конкурентоспособными с менее дорогими основными системами охлаждения Rankine , потому что они менее энергоэффективны. Тем не менее, ниже -40 ... - 30 ° C, охлаждение Rankine не эффективно, потому что нет подходящих хладагентов с такими низкими точками кипения. Криоколеры Стирлинга способны «поднять» нагревание до -200 ° C (73 К), что достаточно для разжижения воздуха (в частности, первичных составляющих газов кислорода , азота и аргона ). Они могут составить 40–60 К для одностадийных машин, в зависимости от конкретной конструкции. Двухступенчатые криоколеры Стерлинга могут достигать температуры 20 К, достаточных для ликвидации водорода и неонового. [ 32 ] Cryocoolers для этой цели более или менее конкурентоспособны с другими технологиями криокулера. Коэффициент производительности при криогенных температурах обычно составляет 0,04–0,05 (соответствует эффективности 4–5%). Эмпирически, устройства показывают линейную тенденцию, обычно с COP = 0,0015 T C - 0,065 , где T C - криогенная температура. При этих температурах твердые материалы имеют более низкие определенные тепловые значения, поэтому регенератор должен быть изготовлен из неожиданных материалов, таких как хлопок . [ Цитация необходима ]

Первый криокулер-цикл Stirling Cycle был разработан в Philips в 1950-х годах и коммерциализирован в таких местах, как жидкого воздуха производство . Филипс криогенический бизнес развивался до тех пор, пока он не был разделен в 1990 году, чтобы сформировать криогенную BV Стирлинг, Нидерланды. Эта компания по -прежнему активна в разработке и производстве криокулеров Стерлинга и криогенных систем охлаждения.

Широкий спектр более мелких криокулеров Стерлинга имеется коммерчески для таких задач, как охлаждение электронных датчиков , а иногда и микропроцессоры . Для этого применения криоколеры Стерлинга являются технологией с самым высоким показателем из-за их способности эффективно поднимать тепло при очень низких температурах. Они молчат, без вибраций, могут быть уменьшены до небольших размеров и имеют очень высокую надежность и низкое обслуживание. По состоянию на 2009 год криоколеры считались единственными широко развернутыми коммерчески успешными устройствами Стирлинга. [ Цитация необходима ]

Тепловые насосы

[ редактировать ]

Стирлинга Тепловой насос очень похож на криокулера Стерлинга, основное отличие заключается в том, что он обычно работает при комнатной температуре. В настоящее время его основное применение заключается в том, чтобы накачать тепло снаружи здания внутри, тем самым нагревать его при пониженных затратах на энергию.

Как и в случае с любым другим устройством Стирлинга, тепловой поток находится от пространства расширения до пространства сжатия. Однако, в отличие от двигателя Стирлинга , пространство расширения находится при более низкой температуре, чем в пространстве сжатия, поэтому вместо того, чтобы производить работу, система требуется ввод механической работы (для удовлетворения второго закона термодинамики ). Например, ввод механической энергии может быть поставлен электрическим двигателем или двигателем внутреннего сгорания. Когда механическая работа для теплового насоса обеспечивается вторым двигателем Stirling, то общая система называется «тепловой тепловой намок».

Сторона расширения теплового насоса связана с тепловым источником, который часто является внешней средой. Сторона сжатия устройства Стирлинга помещается в среду для нагрева, например, здание, а тепло «накачивается» в него. Как правило, между двумя сторонами будет теплоизоляция , поэтому внутри изолированного пространства будет повышаться температура.

Тепловые насосы-безусловно, являются наиболее энергоэффективными типами систем отопления, поскольку они «собирают» тепло в окружающей среде, а не только превращают свою входную энергию в тепло. В соответствии со вторым законом термодинамики тепловые насосы всегда требуют дополнительного ввода некоторой внешней энергии, чтобы «накачать» собранное тепло «в гору» против дифференциала температуры.

По сравнению с обычными тепловыми насосами, тепловые насосы Стирлинга часто имеют более высокий коэффициент производительности [ Цитация необходима ] Полем Системы Стерлинга наблюдали ограниченное коммерческое использование; Тем не менее, ожидается, что использование увеличится наряду с рыночным спросом на сохранение энергии, и принятие, вероятно, ускорится технологическими усовершенствованиями.

Портативное охлаждение

[ редактировать ]

Свободный поршневой кулер Stirling (FPSC) представляет собой полностью герметичную систему теплопередачи, которая имеет только две движущиеся части (поршень и смещение), которая может использовать гелий в качестве рабочей жидкости . Поршень, как правило, приводит к колебанию магнитного поля, которое является источником мощности, необходимой для управления охлаждением. Магнитный привод позволяет управлять поршнем, не требуя каких-либо уплотнений, прокладок, уплотнительных колец или других компромиссов в герметически герметизированную систему. [ 33 ] Заявленные преимущества для системы включают повышенную эффективность и охлаждающую способность, более легкий вес, меньший размер и лучшую управляемость. [ 34 ]

FPSC был изобретен в 1964 году Уильямом Билом (1928-2016), профессором машиностроения в Университете Огайо в Афинах, штат Огайо . Он основал SunPower Inc. [ 35 ] который исследует и разрабатывает системы FPSC для военных, аэрокосмических, промышленных и коммерческих применений. использовал охлаждение FPSC, сделанное SunPower НАСА для прохладных инструментов на спутниках . [ 36 ] Фирма была продана семьей Била в 2015 году, чтобы стать единицей аметека . [ 37 ]

Другие поставщики технологии FPSC включают Корпорацию Twinbird в Японии [ 34 ] и глобальное охлаждение Нидерландов, которое (например, SunPower) имеет исследовательский центр в Афинах, штат Огайо. [ 38 ]

В течение нескольких лет, начиная с 2004 года, компания Coleman продала версию Twinbird "SC-C925 Portable Froairer Cooler 25L" под собственным брендом, [ 39 ] [ 40 ] Но с тех пор это прекратило предложение продукта. Портативный охладитель может работать более чем за день, поддерживая температуры подмерного уровня при питании автомобильной батареей . [ 41 ] Этот кулер все еще производится, с глобальным охлаждением теперь координирует распространение в Северной Америке и Европе. [ 42 ] Другие варианты, предлагаемые Twinbird, включают портативную глубокую морозильник (до -80 ° C), складные кулеры и модель для транспортировки крови и вакцины . [ 43 ]

Двигатели с низкой температурой

[ редактировать ]
Стирлинговый двигатель с низкой температурой, показанный здесь, работающий на огне из теплой руки

Низкая температура ( LTD или низкая дельта T (LDT) ) двигатель Stirling будет работать на любом низкотемпературном дифференциале, например, разницу между ладонивой ручной и комнатной температуры или комнатной температуры и кубиком льда. Запись только 0,5 ° C была достигнута в 1990 году. [ 44 ] Обычно они разработаны в гамма -конфигурации [ 45 ] Для простоты и без регенератора, хотя у некоторых есть щели в смещении, обычно изготовленном из пены для частичной регенерации. Они, как правило, не останавливаются, работают под давлением, близко к 1 атмосфере . Полученная мощность составляет менее 1 Вт, и они предназначены только для демонстрационных целей. Они продаются как игрушки и образовательные модели.

Тем не менее, более крупные (обычно 1 М квадратных) низкотемпературные двигатели были построены для перекачки воды, используя прямой солнечный свет с минимальным или без увеличения. [ 46 ]

Другие приложения

[ редактировать ]

Акустический тепловой двигатель

[ редактировать ]
См. Также: Термоакустический двигатель горячего воздуха

Национальная лаборатория в Лос -Аламосе разработала «акустический тепловой двигатель Стирлинга» [ 47 ] без движущихся частей. Он преобразует тепло в интенсивную акустическую мощность, которая (цитируется из данного источника) «может использоваться непосредственно в акустических холодильниках или холодильниках импульсной труб Другой электроакустический датчик мощности ».

Микрочп

[ редактировать ]

Whispergen, (Bankrubporce 2012 [ 48 ] ) Новозеландская компания разработала двигатели Stirling, которые могут работать на природном газе или дизеле. Соглашение было подписано с испанской фирмой Mondragon Corporación Cooperativa , для производства Microchp Whispergen (комбинированное тепло и электроэнергию) и сделать их доступными для внутреннего рынка в Европе. Некоторое время назад E.On UK объявила об аналогичной инициативе для Великобритании. Домашние двигатели Стирлинга поставляли бы клиента горячей водой, космическим отоплением и избыточной электроэнергией, которую можно вернуть в электрическую сетку.

Основываясь на опубликованных спецификациях производительности компаний, автономный дизельный блок производит комбинированную тепло (5,5 кВт тепло) и электрическую (электрическую мощность 800 Вт), из устройства, подаваемого 0,75 литра дизельного топлива автомобильного класса в час. Утверждается, что подразделения Whispergen работают как комбинированная единица со-генерации, достигающую до 80%.

Однако предварительные результаты энергетического экономного обзора доверия производительности Whispergen Microchp подразделений предположили, что их преимущества в лучшем случае были незначительными в большинстве домов. [ 49 ] Однако другой автор показывает, что микрогенерация двигателя Stirling является наиболее экономически эффективным из различных технологий микрогенерации с точки зрения снижения CO 2 . [ 25 ]

Чип охлаждение

[ редактировать ]

MSI (Тайвань) разработала миниатюрную систему охлаждения двигателя Stirling для персональных чипсов , которая использует тепло отходов от чипа для вождения вентилятора. [ 50 ]

Опреснение

[ редактировать ]

На всех тепловых электростанциях должен быть выхлоп от отработанного тепла . Тем не менее, нет никаких причин, что тепло отходов нельзя перенести на запуск двигателей Стирлинга для перекачивания морской воды через обратные сборки осмоса, за исключением того, что любое дополнительное использование тепла повышает эффективную температуру радиатора для тепловой электростанции, что приводит к некоторой потерь эффективности преобразования энергии Полем На типичной атомной электростанции две трети тепловой энергии, вырабатываемой реактором, представляют собой тепло отходов. В сборке Стерлинга тепло отходов обладает потенциалом для использования в качестве дополнительного источника электроэнергии. [ Цитация необходима ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Уокер, Грэм (1980). Двигатели Стирлинга . Кларенден Пресс. п. 1. ISBN  9780198562092 Полем Двигатель Stirling - это механическое устройство, которое работает на * закрытом * регенеративном термодинамическом цикле с циклическим сжатием и расширением рабочей жидкости при разных уровнях температуры.
  2. ^ Мартини, Уильям Р. (1983). «Руководство по проектированию двигателя Stirling» (17,9 МБ PDF) (второе изд.). Национальная авиационная и космическая администрация . Получено 2 ноября 2014 года .
  3. ^ Jump up to: а беременный Jingwenlubyut, Chunfengsong; Kakitamurab (2015). «Исследование на полицию свободного поршневого кулера Стерлинга (FPSC) в процессе захвата CO2 против гублимации» . Возобновляемая энергия . 74 : 948–954. doi : 10.1016/j.renene.2014.08.071 . HDL : 2241/00123026 .
  4. ^ «Солнечная панель, технология двигателя SunPower,» . Солнечная поддержка. Архивировано с оригинала 10 сентября 2018 года . Получено 9 сентября 2018 года .
  5. ^ Хасчи, Джеймс (14 июля 2008 г.). «Модифицированный двигатель Стирлинга с большей плотностью мощности» . Создайте будущий конкурс дизайна . Национальная авиационная и космическая администрация и SolidWorks. Архивировано из оригинала 6 января 2009 года . Получено 2 ноября 2014 года .
  6. ^ «Наука: выступление Стерлинга» . Время . 9 сентября 1974 года. Архивировано с оригинала 14 июня 2008 года . Получено 2 ноября 2014 года .
  7. ^ Jump up to: а беременный Линдсли, EF (январь 1983 г.). «Автоматический двигатель Стирлинг - большой прогресс, но ...» Популярная наука . 222 (1): 50–53 . Получено 2 ноября 2014 года .
  8. ^ Корзеньюски, Джереми (8 июля 2009 г.). «Взрыв из прошлого: дух AMC, способный AMC, питающийся НАСА» . green.autoblog.com . Получено 2 ноября 2014 года .
  9. ^ Энергетические технологии: Материалы Конференции по энергетической технологии, том 8 . Государственные институты. 1981. с. 659. ISBN  978-0-86587-008-6 .
  10. ^ Американское общество по контролю качества (1983). Годовой конгресс и экспозиция ASQC, том 37 . Общество ASQC. п. 308 . Получено 2 ноября 2014 года .
  11. ^ Jump up to: а беременный в Эванс, Роберт Л. (1987). Альтернативы автомобильного двигателя . Plenum Press. п. 6. ISBN  9780306425493 .
  12. ^ Hodgetts, Philip J. (2010). Волновение среди игр . Vantage Press. п. 64. ISBN  978-0-533-16224-6 Полем Получено 2024-02-18 .
  13. ^ Соловей, Ноэль П. (октябрь 1986 г.). «Automotive Stirling Engine Mod II отчет» (PDF) . Национальное авиационное управление и космическое управление и Министерство энергетики США . Получено 2 ноября 2014 года .
  14. ^ Эрнст, Уильям Д.; Шалтенс, Ричард К. (февраль 1997 г.). «Проект разработки двигателей автомобильного стира» (PDF) . Национальное авиационное управление и космическое управление и Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала (PDF) на 2006-09-08 . Получено 2 ноября 2014 года .
  15. ^ «Твердовые технологии транспортных средств с питанием биотоплива» (PDF) . Группа предшественника . Получено 2009-01-19 .
  16. ^ Jump up to: а беременный Wickham, SK (2008). «Восстание Камен» . Союзный лидер. Архивировано из оригинала 22 мая 2011 года . Получено 2009-01-19 .
  17. ^ McConaghy, Robert (1986). «Проектирование двигателя Стирлинга для модельных самолетов». IECEC : 490–493.
  18. ^ Jump up to: а беременный МакКонаги, Роберт (февраль 1996 г.). «Горячий аэро двигатель». Инженер модели . 176 (4009).
  19. ^ «Система AIP Kockums - доказана в оперативной службе» (PDF) . Колю . Получено 2011-06-07 .
  20. ^ Jump up to: а беременный Koccum (а)
  21. ^ «Сначала улучшенная лодка класса Оясио поднимается в воду» . Ihs. 12 июня 2007 года. Архивировано с оригинала 7 июня 2011 года . Получено 3 июня 2011 года .
  22. ^ «Использование ST-5» . Технология Стирлинга. Архивировано из оригинала 19 декабря 2012 года . Получено 6 апреля 2013 года .
  23. ^ «Энергия вдохновения | Новый поколение тепло и электрический котел» . Архивировано с оригинала 2016-01-27 . Получено 2016-01-26 .
  24. ^ «Yorkshire Business Insider декабрь 2015 года» .
  25. ^ Jump up to: а беременный «Что такое микрогенерация? И что является наиболее экономически эффективным с точки зрения снижения CO2» . Claverton-Energy.com . 2008-11-06 . Получено 2009-07-24 .
  26. ^ Jump up to: а беременный Уилсон, Алекс (29 апреля 2010 г.). «Строительство Грин продукт недели» . Стирлинг Suncatcher с технологией «Heat Engine» . Строительство green.com. Архивировано из оригинала 8 июля 2011 года . Получено 2011-03-03 .
  27. ^ Вуди, Тодд (2009-08-05). «Битва пивоварение над гигантской солнечной фермой пустыни» . New York Times . Получено 2010-01-21 .
  28. ^ "Maricopa Solar" . bizjournals.com . Получено 10 ноября 2022 года .
  29. ^ CM Hargreaves (1991). Двигатель Philips Stirling . Elsevier Science. ISBN  0-444-88463-7 .
  30. ^ Cairelli, JE (март 1995 г.). Обзор проекта по разработке технологий Advanced Holrigrator/Fregerator Development (PDF) . 8-я конференция Intemation Cryocooler, спонсируемая Комитетом конференции ICC Vail, Колорадо, 28-30 июня 1994 года. Технический меморандум НАСА 106309. НАСА.
  31. ^ Берчовиц, Дэвид М. (1998-06-02). Максимизированная производительность холодильников Stirling Cycle . 3-й ежегодный Международный конгресс охлаждения IIF-IIR, Осло, Норвегия . Получено 12 февраля 2021 года .
  32. ^ «Цикл Стерлинга» (PDF) . Криогеника Стирлинг . Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2015 года . Получено 30 июня 2014 года .
  33. ^ Twinbird Company. "Добро пожаловать в комнату часто задаваемых вопросов доктора Кула!" Полем Twinbird. Архивировано из оригинала 2012-04-14 . Получено 2011-04-06 .
  34. ^ Jump up to: а беременный Twinbird Company. «О FPSC» . Twinbird. Архивировано из оригинала 2012-04-14 . Получено 2011-04-06 .
  35. ^ "Цикл Стерлинга" . Солнечная поддержка. Архивировано из оригинала 2013-07-22 . Получено 2013-04-12 .
  36. ^ "Cryocoolers" . Солнечная поддержка . Получено 2011-04-06 .
  37. ^ «О SunPower - истории» .
  38. ^ Глобальное охлаждение NV. "О" . Глобальное охлаждение. Архивировано из оригинала 2012-01-21 . Получено 2011-04-06 .
  39. ^ Луи, хи-тиен. «2004 Coleman Free Poriston Cooler [Фотографический разрыв]» . CTL Electronics. Архивировано из оригинала 26 августа 2011 года . Получено 2011-04-06 .
  40. ^ Компания Coleman (2004-05-17). «Модель 5726-750 Руководство по инструкциям (26 кварталов)» (PDF) . Коулман Архивировано из оригинала (PDF) 21 августа 2010 года . Получено 2011-04-06 .
  41. ^ "SC-C925 (-18 ° C) [Specile Pale]" . Глобальное охлаждение. Архивировано из оригинала 2012-01-21 . Получено 2011-04-06 .
  42. ^ Глобальное охлаждение. "[Домашняя страница]" . Глобальное охлаждение . Получено 2011-04-06 .
  43. ^ «FPSC Application Products» . Twinbird. Архивировано из оригинала 30 марта 2010 года . Получено 2011-04-06 .
  44. ^ Сенфт, Джеймс Р. (1996). Введение в низкотемпературную дифференциальную двигатели Стирлинга . Moriya Press.
  45. ^ «Двигатель низкотемпературной дифференциации Стирлинга» . AnimatedEngines.com . Архивировано из оригинала 22 сентября 2010 года . Получено 2 ноября 2014 года .
  46. ^ «Солнечный электрический генератор» . Sunvention International . Получено 2 ноября 2014 года .
  47. ^ Backhaus, Скотт; Свифт, Грег (2003). «Акустический тепловой двигатель Стирлинга: более эффективный, чем другие тепловые двигатели без движения» . Лос -Аламос Национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 1 августа 2008 года . Получено 2 ноября 2014 года .
  48. ^ «Производитель Whispergen должен зарегистрировать банкротство | Информация о ТЭП» .
  49. ^ «Micro CHP (комбинированный тепло и мощность) ускоритель - окончательный отчет» . Углеродное доверие. Март 2011 года. Архивировано с оригинала 28 марта 2014 года . Получено 2 ноября 2014 года .
  50. ^ Уилмот, Кэмерон (29 февраля 2008 г.). «MSI использует теорию двигателя Стирлинга» . tweaktown.com . Получено 2 ноября 2014 года .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Applications_of_the_Stirling_engine&oldid=1233188089"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: dcc999a926f126ef68440d0b7da9d414__1720368780
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/dc/14/dcc999a926f126ef68440d0b7da9d414.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Applications of the Stirling engine - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)