a Stirling motorok Modern felhasználása
gyakorlati alkalmazásuk ma
a wudag által Németországban gyártott kombinált hő-és erőműmotor. A Stirling motorok zöldek, a tűzterek pedig kékek.
valószínűleg valami ilyesmit mondasz magadnak: “ha a Stirling motorok olyan klasszak, akkor mire használják őket ma?”
a Stirling motorok mai felhasználási területei a játékoktól és a fatüzelésű ventilátoroktól kezdve a kombinált hő-és erőműveken át a vállalkozások számára, a tengerek legcsendesebb és leghalálosabb tengeralattjáróinak meghajtásáig terjednek.
tehát milyen felhasználásokat tartalmaz ez a cikk?
ez az oldal csak azokat a Stirling motorokat tartalmazza, amelyek könnyen beszerezhető termékek. Nem tartalmazza a kutatási projektet vagy a történelmi Stirling motorokat.
arról is írtam, hogy a Stirling motorok, mint például az autó motorjai és a hatékony solar Stirling motorok bizonyos felhasználása miért nem valószínű, hogy elkapják.
kattintson vagy koppintson az alábbi linkekre az adott szakaszra való ugráshoz:
- játékok
- oktatási eszközök
- fa kályha ventilátorok
- kombinált hő és teljesítmény
- hűvös 3D nyomtatási példa
- tengeralattjáró teljesítmény
- légkondicionáló és hűtő
- cryocoolers
- Welfare for scientists and engineers
- befektetési csalások
- Stirling motorok autókhoz – soha
- napenergia – generátorok-hatékony és túlárazott
- mély űr nukleáris energia Stirling motorok
játékok
a Stirling motor játékok elbűvölőek lehetnek, és ez azóta is igaz mióta Robert Stirling feltalálta őket.
még mindig vannak antik Stirling motorok játékok, amelyeket nem sokkal azután építettek, hogy Robert Stirling feltalálta a motort.
legrégebbi létező antik Stirling motor
antik Stirling motor modell játék, 1910 körül.
jellemzően alkoholos lángon működnek, és a lehetséges motortervek több ezer változata létezik.
vizuális szempontból a személyes kedvenceim azok, amelyeknek csak sok mozgó alkatrésze van.
alacsony hőmérséklet-különbség játékok
nagy rajongója vagyok az alacsony hőmérséklet-különbség Stirling motoroknak is, amelyek egy csésze forró víz vagy a kezed melegén működhetnek.
Eco Power Stirling Engine
az árak körülbelül 30 dollár körül kezdődnek, és akárhányan akarnak fizetni.
oktatási eszközök
a Stirling motorok segítik a diákok biztonságos bevonását
MM-7 Stirling motor
a Stirling motorok különleges helyet foglalnak el az egyetemi és iskolai tantermekben.
ez különösen igaz az alacsony hőmérsékletű Stirling motorokra, amelyek működtethetők anélkül, hogy az osztálytermet szén-monoxid-füstökkel töltenék fel.
van valami inspiráló abban, ha egy motort egy csésze forró víz melegén vagy a kezed melegén látni. Ezek a motorok húzza a tudomány és a mérnöki hallgatók mélyebb érdeklődést és megérteni, minden típusú motorok.
a fizikai és mérnöki laboratóriumok számára különösen előnyös a műszeres Stirling laboratóriumi motor, amely füstszívó nélkül és szén-monoxid-szivárgás veszélye nélkül működtethető.
fatüzelésű ventilátorok
a fatüzelésű kályha ház fűtésére történő használatának egyik nagy problémája az, hogy általában túl meleg lesz a kályha közelében, míg a szoba más részei túl hidegek lesznek.
nyilvánvaló, hogy szüksége van egy módra a levegő mozgatására a ház körül, és bizonyos esetekben a fatüzelésű kályhát olyan területen fogja használni, ahol nincs áram, vagy csak valamilyen okból nem akarja használni.
itt ragyognak a Stirling motor fatüzelésű ventilátorai. Van egy részletes oldal antik és modern Stirling rajongók, hogy lehet élvezni.
mozgassa a levegőt áram nélkül
vásárolhat fatüzelésű ventilátorokat annak érdekében, hogy a levegőt óvatosan mozgassa a helyiségben áram nélkül.
egyszerűen állítsa a ventilátort a fatüzelésű kályha tetejére, várja meg, amíg felforrósodik, fordítsa meg a ventilátorlapátokat, és lesz egy ventilátora, amely finoman és csendesen mozgatja a levegőt a helyiségben.
ne várja el, hogy ez úgy mozgatja a levegőt, mint egy erős elektromos ventilátor. De ha van egy fatüzelésű kályha, és ezt olvassa, akkor élvezheti a Stirling motor ventilátorát, hogy egyenletesebbé tegye a helyiség hőmérsékletét.
kombinált hő-és áramellátás
a kombinált hő-és villamosenergia-motor az otthonban, által gyártott adapt-Kofen1
az egyik probléma minden típusú motor, hogy nem elég hatékony. Bármikor, amikor egy motor forró gázokkal megy ki a kipufogócső, hogy a forró kipufogó áram energia, hogy fizetett, de nem kap használni.
de mi lenne, ha be tudna állítani egy motort, hogy egyszerre két értékes dolgot csináljon? Például villamos energiát termel, miközben meleg vizet is készít a ház fűtésére.
számos olyan vállalat van a piacon, amely villamos energiát állít elő, és meleg vizet is termel házak és épületek fűtésére, illetve háztartási vagy kereskedelmi melegvíz-igényekre.
szívesen olvashattok az ajánlott kombinált hő-és Erőműveinkről.
hűvös 3D nyomtatási példa
amikor a 3D nyomtatók először elérhetővé váltak, azonnal rájöttem, hogy felhasználhatók a Stirling motor. Sokan mások is.
az egyetlen kérdés az volt, hogy a motorból mennyit tud nyomtatni? Nyilvánvaló, hogy a legérdekesebb és legnehezebb dolog az lenne, ha a teljes motort kinyomtat, nem nyomtatott alkatrészek nélkül.
részlegesen nyomtatott motorok
az első néhány nyomtatott Stirling motort, amelyet láttam, csak részben nyomtatták.
golyóscsapágyakat használtak a lendkerékhez és néhány fém alkatrészhez, valamint egy Üveghengerben futó Airpot márkájú nagyon sima grafitdugattyúhoz.
a fist 3D nyomtatott Stirling motorokban sok drága vásárolt alkatrész volt.
tudtam, hogy sokkal érdekesebb lenne, ha valaki kitalálná a teljes motor kinyomtatásának módját.
sok időt töltöttem saját 3D nyomtatott Stirling motorok fejlesztésével is. Nem volt könnyű.
legmenőbb 3D nyomtatási példa valaha
teljesen, 3D nyomtatott Stirling motor, amelyet Don Clucas fejlesztett ki.
szerencsére Don Clucas az Új-zélandi Christ Church-ből kitalálta, hogyan kell kinyomtatni egy teljes Stirling motort anélkül, hogy egyáltalán vásárolt alkatrészeket használna.
Don már korábban megtervezte a Whispergen kombinált hő-és elektromos Stirling motort, így tapasztalt Stirling motortervező volt, és szinte csoda volt kitalálni, hogyan lehet egy egész Stirling motort kinyomtatni anélkül, hogy további alkatrészeket kellene vásárolnia.
nyomtasson ki egy motort minden tanulónak
most ha az iskolában van 3D nyomtató, és szeretne egy osztálytermi kísérletet végezni a Stirling motorokkal, egyszerűen kinyomtathat egyet az osztály minden tanulójának.
ez sokkal érdekesebb, mint hogy csak néhány motor van a hallgatók számára.
Don megoldása a nyomtatható dugattyú problémájára
a teljes 3D Stirling motor nyomtatásának nehéz része a dugattyú. A jelenlegi Nyomtatók nem engedik, hogy egy kis átmérőjű dugattyút elég pontosan nyomtasson ahhoz, hogy működjön.
Don megoldása egy dugattyú nyomtatása volt, amely úgy működik, mint egy fújtató. A fenti képen a dugattyú fehér. A honlap neve Projects to Print, és van egy link, hogy itt a mi Stirling engine linkek oldalon.
tengeralattjáró teljesítmény
tengeralattjáró teljesítmény-levegő független meghajtás
az amerikai haditengerészet svéd tervezésű tengeralattjárókat bérelt, amelyeket a SAAB (korábban Kockums)készített háborús játékok folytatására. Csendes tengeralattjáróik, amelyek Stirling motorokat használnak, “halálosnak” bizonyultak a szimuláció során.
a Stirling motorok minden olyan alkalmazásban kiválóak, ahol az emberek nagyon nagy értéket képviselnek a csendben.
mivel a Stirling hajtóművek lényegében csendesek, természetes párja a tengeralattjárók meghajtásának.
a svéd tengeralattjáró építő SAAB (korábban Kockums) Stirling motort adott hozzá a Gotland és az S. D. D. D. D. D. D. D. osztályú tengeralattjárókhoz.
Dízel + akkumulátorok + Stirling
a Stirling motor SAAB használja a svéd Gotland osztályú tengeralattjárók.
ezek a tengeralattjárók az úgynevezett légfüggetlen meghajtást használják, hogy lehetővé tegyék számukra, hogy akár több hétig is teljes működési kapacitásban maradjanak.
lényegében dízel-elektromos tengeralattjárók, amelyek egyszerűen meghosszabbíthatják üzemidejüket (akár két héttel), amikor a Stirling motor feltölti az akkumulátorokat.
a Stirling hajtóművek a Soryu osztályú japán tengeralattjárót is táplálják, és a pletykák szerint új kínai tengeralattjárókat is működtetnek2.
légkondicionálás
ez nem azonnal nyilvánvaló, ha megnézzük a Stirling motor, de minden Stirling motor lehet alakítani egy hőszivattyú csatlakoztatásával egy elektromos motor a kimeneti tengely és fut az elektromos motor.
természetesen a kis hőmérsékletkülönbségű Stirling motorok, amelyeket kis hőmérsékletkülönbségekre terveztek, csak kis hőmérsékletkülönbségeket eredményeznek, ha motorral működtetik őket.
tehát ne próbálja meg ezt alacsony hőmérsékleti különbséggel Stirling motor.
próbáljon meg Lángmelegített motort vezetni
de ha elektromos motort csatlakoztat bármely olyan Stirling motor kimeneti tengelyéhez, amelyet nagyobb hőmérsékletkülönbségek esetén terveztek, és működteti az elektromos motort, az egyik oldal forró lesz, a másik pedig hideg lesz.
ezt nagyon egyszerű modellekkel is megteheti, ezért próbálja ki.
a Stirling motorok légkondicionálóként használhatók
nyilvánvaló, hogy a célra épített hűtők jobban teljesítenek, mint a hűtőkké átalakított motorok.
ha azt szeretnénk, hogy építeni egy légkondicionáló egy házat, akkor lesz versenyben a jól bevált gőz ciklus hűtési technológia, hogy csökkent az ár több generáció gyártási.
tehát mivel a legtöbb ember az új hűtőszekrények és légkondicionálók vásárlási döntéseit nagyrészt a kezdeti vételár alapján hozza meg, és mivel egy új Stirling motor légkondicionáló valószínűleg kezdetben drágább lenne, ez nem olyan alkalmazás, amelyet valószínűleg hamarosan széles körben használ.
de Stirling motor légkondicionálók és hűtőszekrények épültek.
de ahol a Stirling cycle technológia igazán ragyog, ott más technológiák nem tudnak könnyen versenyezni, például a kriokoolerekben.
Kriohűtők
a Janis3 által gyártott kriokooler, amelyet statikus cseregázban használnak.
ha nagyon hideg hőmérsékletet szeretne elérni az elektronika hűtéséhez a szupravezetés elérése érdekében vagy kutatási célokra, akkor a kifejezetten hűtőknek tervezett Stirling motorok kiváló választás.
az ilyen hűtőket eredetileg a Phillips Electronics fejlesztette ki az 1950-es években, és ma is értékesítik és használják.
ha szüksége van egy az ipari alkalmazások, rendelkezésre állnak.
a kétfokozatú Stirling hűtők körülbelül 20 Kelvin fokos hőmérsékletet képesek előállítani, ami elég hideg ahhoz, hogy cseppfolyósítsa a hidrogént és a Neont.
Welfare for Scientists and Engineers
ebben a témában úgy hangzik, mintha nem lennék komoly, de tényleg én vagyok.
a kormány kutatási költségvetésének egy bizonyos részét minden évben új technológiai fejlesztési projektekre fordítják. Ez közpolitikai kérdés.
a Stirling motorok iránt érdeklődő évek során láttam, hogy az emberek kormányzati kutatási támogatásokat kérnek és kapnak a Stirling motorok fejlesztése érdekében.
miért jelent ez problémát?
ennek a kormány által finanszírozott kutatásnak az a problémája, hogy ritkán eredményez új termékeket az emberek számára. A termékeket gyakran magas hatékonyságra, komplexitásra és költségre tervezték, ami lehetetlenné teszi a kereskedelmi célú előállításukat és értékesítésüket.
Vegyük például az athéni SunPower céget, Ohio.
sok érdekes terméket fejlesztettek ki az évek során, de megpróbálják megtalálni őket a piacon. Tényleg nem.
az ügyfél a következő kormányzati kutatási támogatás
a Sunpower annyi évet töltött érdekes termékek létrehozásával, amelyek soha nem jutottak el a piacra, hogy az egyetlen feltételezésem az lehet, hogy valóban nem szándékoztak termékeket hozni a piacra.
ehelyett ezeket a termékeket hozták létre annak érdekében, hogy megkapják a következő kormányzati kutatási pénzt.
ebben nincs feltétlenül semmi baj, csak ne feledje, hogy az állami támogatások ritkán eredményeznek új termékeket.
ha érdekli, hogy a kutatási projektek miért nem eredményeznek új termékeket, olvassa el az oldalamat arról, hogy a Stirling motorok miért nem népszerűbbek.
befektetési csalások
sok Stirling engine vállalat jött és ment az évek során. Mind a technológia, mind a piacok nehézkesek, ezért azt hiszem, erre számítani kell.
de van egy speciális típusú vállalat, amely jött és ment, és úgy tűnik, hogy soha nem állt szándékában mást tenni, mint pénzt gyűjteni a befektetőktől és magas fizetéseket fizetni az igazgatóknak.
mindig gyönyörű weboldalakkal és gyönyörű irodákkal rendelkeznek. Gyakran még prototípusuk is van, amelyet egy fejlesztőtől vásároltak.
de úgy tűnik, hogy nem volt valódi kísérlet arra, hogy a Stirling motorokat piacra dobják néhány ilyen csalóval/céggel.
hogyan néznek ki valódinak
a prototípust általában egy mérnök vásárolja meg, aki rengeteg időt töltött a fejlesztésével.
ő adja el a csalók a történet, hogy mennek, hogy a termék a piacon a kiváló marketing szakértelem.
képeket készítenek róla, gyönyörű weboldalt készítenek, fényes brosúrákat tesznek közzé, sok pénzt gyűjtenek a befektetőktől, és elhalványulnak a történelemben.
úgy tűnik, hogy a csalás és a Vanish ciklus megismétli önmagát
ez annyiszor történt, hogy csak depressziós vagyok minden alkalommal, amikor újat látok.
szóval, csalók, kérjük, keressen egy másik technológiai központot a csalások körül.
nyilvánvalóan szükség van új befektetői pénzre a Stirling motor fejlesztésének megfelelő típusához, de valószínűleg nem azok a vállalatok, amelyek jó marketingszemélyzettel rendelkeznek, és nincsenek mérnöki személyzetük, akik új Stirling motor termékeket hoznak piacra.
miért nem valószínű a Stirling motorok az autókban?
a Stirling motoroknak sok alkalmazáshoz van értelme, de az autók meghajtása nem tartozik ezek közé.
miért?
- lassan indulnak
- nehéz gyorsan megváltoztatni a teljesítményszintet
- nem gyorsulnak gyorsan
- nehezebbek és drágábbak
a Stirling motorok szeretnek állandó sebességgel futni
mindezek a dolgok, valamint az a tény, hogy drágábbak, mint egy tipikus belső égésű motor, rossz keverékké teszik őket az autók számára.
hibrid járművek
most, hogy egyre több hibrid járművet látunk, egyre többen fontolgatják, hogy milyen hatással lehet egy Stirling motor.
a Stirling motoroknak van értelme áramforrásként néhány elektromos hibrid járműben, de még egyszer, általában nehézek.
ha meg tudja oldani a súlyproblémát, akkor ezek jó egyezést jelenthetnek.
napenergia-generátorok
mi a helyzet a napenergia Stirling motorjaival?
elég nyilvánvalónak tűnik, hogy a Stirling motorok koncentrált napenergiával működtethetők.
ezzel a megközelítéssel az a probléma, hogy ezeknek a motoroknak a kifejlesztésére szolgáló mérnöki programok célja általában a nagy hatékonyság volt. Ez azt jelenti, hogy drága, magas hőmérsékletű ötvözeteket fognak használni, és mire a motor a várt módon jár, túl drága ahhoz, hogy versenyezzen a napelemekkel.
a koncentráló napsütés magas hőmérsékletű motorokat állít elő, amelyeknek drága, magas hőmérsékletű fémeket kell használniuk, és bár sok kutatást végeztek ezen a területen, manapság nem állnak rendelkezésre kereskedelmi termékek a piacon.
Mélyűr nukleáris meghajtású Stirling motorok
a Stirling motorok bármilyen hőformán működhetnek. Ami a motort illeti, a nukleáris izotópból származó hő ugyanolyan jó, mint bármely más hő.
ezt jól kutatták az úgynevezett Stirling radioizotóp generátorok az űrkutatásban.
fontos amikor a műholdak nincsenek közel a Naphoz
könnyű azt gondolni, hogy a napelemek bárhol használhatók az űrben, de nem.
mivel a műhold távolabb repül a Föld pályájától a Nap körül, a nap sűrűsége egyszerűen nem elegendő a műhold elektronikájának táplálásához, és más módszerre van szükség az energia előállításához.
Stirling motorokat fejlesztettek ki ehhez az alkalmazáshoz, radioaktív izotópot használva a Stirling motorhoz csatlakoztatott hőforrásként.
több energia ugyanabból a plutóniumból
az így konfigurált Stirling motorok körülbelül háromszor annyi villamos energiát képesek előállítani, mint amennyit egy termoelektromos eszköz használatával kapnának.
a motorokat úgy lehet kifejleszteni, hogy négy évig üzemeljenek karbantartás nélkül.
Sunpower of Athens Ohio, épít ezek a NASAACY.
kérjük, kommentálja alább
Köszönjük, hogy elolvasta ezt az oldalt.
kérjük, hagyja meg kérdéseit, észrevételeit vagy javaslatait alább.
feltétlenül nézze meg a többi oldalt a Csináld Magad Stirling motorokról.
1fotóhitel: ons
2Farley, R. (2018). “Levegőtől független meghajtású tengeralattjárók: lopakodó, olcsó és a jövő?”Nemzeti Érdek. Washington, D. C. Nemzeti Érdekközpont. Lap eredeti címe: http://nationalinterest.org/blog/the-buzz/air-independent-propulsion-submarines-stealth-cheap-the-24245
3fotóhitel: Janis
obschreiber, J., & Wong, W. (2007). Fejlett Stirling radioizotóp generátor a NASA Űrkutatási és kutatási küldetéseihez. Cleveland, OH: National Aeronautics and Space Administration. Letöltve innen: https://web.archive.org/web/20120929064709/http://www.grc.nasa.gov/WWW/TECB/RPS_ASRG_%20Handout.pdf
nnational Aeronautics and Space Administration. (2018. április). NASA Glenn Kutatóközpont. Lap eredeti címe: https://tec.grc.nasa.gov/rps/stirling-research-lab/advanced-stirling-convertor/