American Stirling Company

utilizări moderne ale motoarelor Stirling

aplicațiile lor practice astăzi

probabil că vă spuneți ceva de genul: „dacă motoarele Stirling sunt atât de cool, pentru ce sunt folosite astăzi?”

utilizările actuale ale motoarelor Stirling variază de la jucării și ventilatoare de sobă cu lemne la centrale termice și electrice combinate pentru întreprinderi, până la alimentarea celor mai silențioase și mai mortale submarine din mări.

Deci, ce utilizări sunt incluse în acest articol?

această pagină include numai motoarele Stirling care sunt produse ușor disponibile. Nu include proiecte de cercetare sau motoare istorice Stirling.

am scris, de asemenea, despre motivul pentru care unele utilizări specifice ale motoarelor Stirling, cum ar fi motoarele pentru mașina dvs. și motoarele Stirling solare eficiente, nu sunt susceptibile să prindă nici ele.

Faceți clic sau apăsați pe linkurile de mai jos pentru a sări la acea secțiune:

1. jucării
2. instrumente de predare
3. ventilatoare pentru sobe cu lemne
4. căldură și putere combinate
5. exemplu de imprimare 3D rece
6. putere submarină
7. aer condiționat și refrigerare
8. cryocoolers
9. bunăstare pentru oamenii de știință și ingineri
10. escrocherii de investiții
11. motoare Stirling pentru autoturisme – niciodată
12. generatoare de energie solară – eficiente și supraevaluate
13. Deep Space Nuclear Power motoare Stirling

jucării

jucăriile motorului Stirling pot fi încântătoare și acest lucru a fost adevărat de atunci de când Robert Stirling le-a inventat.

există încă jucării antice Stirling engines care au fost construite la scurt timp după ce Robert Stirling a inventat motorul.

cel mai vechi motor Stirling antic existent

de obicei, acestea rulează pe o flacără alcoolică și există mii de variante de modele posibile ale motorului.

preferatele mele personale din punct de vedere vizual sunt cele care au doar o mulțime de piese în mișcare.

jucării cu diferență de temperatură scăzută

sunt, de asemenea, un mare fan al motoarelor Stirling cu diferență de temperatură scăzută care pot funcționa pe căldura unei căni de apă fierbinte sau pe căldura mâinii tale.

prețurile încep în jurul valorii de $30 și du-te până la oricât de mult doriți să plătiți.

instrumente de predare

motoarele Stirling ajută elevii să se angajeze într-un mod sigur

motoarele Stirling au un loc special în sălile de clasă universitare și școlare.

acest lucru este valabil mai ales pentru motoarele Stirling cu diferență de temperatură scăzută care pot fi rulate fără a vă umple sala de clasă cu vapori de monoxid de carbon.

este ceva despre a vedea un motor care funcționează pe căldura unei căni de apă fierbinte sau căldura mâinii tale care este inspiratoare. Aceste motoare atrag studenții de știință și inginerie într-un interes mai profund și înțeleg toate tipurile de motoare.

laboratoarele de Fizică și inginerie pot beneficia în special de un motor de laborator Stirling instrumentat care poate fi rulat fără capotă de fum și fără riscul scurgerilor de monoxid de carbon.

Ventilatoare cu lemne

una dintre marile probleme cu utilizarea unei sobe cu lemne pentru a încălzi o casă este că de obicei va fi prea cald lângă sobă, în timp ce alte părți ale camerei vor fi prea reci.

evident, aveți nevoie de o modalitate de a muta aerul în jurul casei și, în unele cazuri, veți folosi soba cu lemne într-o zonă în care electricitatea nu este disponibilă sau pur și simplu nu doriți să o utilizați din anumite motive.

acolo strălucesc ventilatoarele Stirling engine wood Soba. Avem o pagină detaliată pe fanii Stirling antice și moderne, care s-ar putea bucura.

mutați aerul fără electricitate

puteți cumpăra ventilatoare de sobă cu lemne pentru a muta aerul ușor în jurul camerei fără electricitate.

pur și simplu setați ventilatorul deasupra sobei cu lemne, așteptați să se încălzească, întoarceți lamele ventilatorului și veți avea un ventilator care mișcă aerul ușor și silențios în jurul camerei.

nu vă așteptați ca acest lucru să miște aerul așa cum ar face un ventilator electric puternic. Dar dacă aveți o sobă cu lemne și citiți acest lucru, s-ar putea să vă bucurați de utilizarea unui ventilator de motor Stirling pentru a face temperatura din camera dvs. mai uniformă.

Combinată de Căldură și Energie

Una dintre problemele cu toate tipurile de motor este că ele nu sunt suficient de eficiente. De fiecare dată când un motor are gaze fierbinți care ies din țeava de eșapament, fluxul de evacuare fierbinte este energia pe care ați plătit-o, dar nu ați folosit-o.

dar dacă ai putea configura un motor astfel încât să faci două lucruri care erau valoroase pentru tine în același timp? De exemplu, generarea de energie electrică în timp ce și de a face, de asemenea, apă caldă pentru a încălzi casa ta.

există mai multe companii cu produse pe piață astăzi care produc electricitate și generează, de asemenea, apă caldă pentru utilizarea în încălzirea locuințelor și clădirilor sau a nevoilor de apă caldă menajeră sau comercială.

s-ar putea să vă placă să citiți despre motoarele noastre recomandate combinate de căldură și putere.

exemplu de imprimare 3D Cool

când imprimantele 3D au devenit disponibile pentru prima dată, mi-am dat seama imediat că pot fi folosite pentru a construi un motor Stirling. O mulțime de alți oameni au făcut, de asemenea.

singura întrebare a fost cât de mult din motor ați putea imprima de fapt? Evident, cel mai interesant și cel mai dificil lucru de făcut ar fi să imprimați întregul motor fără a fi necesare piese neimprimate.

motoare parțial tipărite

primele câteva motoare Stirling tipărite pe care le-am văzut au fost tipărite doar parțial.

au folosit rulmenți cu bile pentru volant și câteva piese metalice împreună cu un piston de grafit foarte subțire marca Airpot care rulează într-un cilindru de sticlă.

au existat o mulțime de componente scumpe achiziționate în motoarele Stirling tipărite 3D.

știam că ar fi mult mai interesant dacă cineva ar putea găsi o modalitate de a imprima întregul motor.

de asemenea, am petrecut mult timp dezvoltându-mi propriile motoare Stirling tipărite 3D. Nu a fost ușor.

cel mai tare exemplu de imprimare 3D vreodată

din fericire, Don Clucas de la Christ Church, Noua Zeelandă, și-a dat seama cum să imprime un întreg motor Stirling fără a utiliza deloc componente achiziționate.

Don proiectase anterior motorul Stirling combinat Whispergen heat and power, așa că a fost un designer experimentat de motoare Stirling și a aflat cum să imprime un întreg motor Stirling fără a fi nevoie să cumpere componente suplimentare a fost aproape miraculos.

imprimați un motor pentru fiecare elev

acum, dacă școala dvs. are o imprimantă 3D și doriți să aveți un experiment în clasă cu motoare Stirling, puteți imprima pur și simplu unul pentru fiecare elev din clasă.

este mult mai interesant decât să ai doar câteva motoare la care să se uite elevii.

soluția lui Don la problema pistonului imprimabil

partea dificilă cu imprimarea unui întreg motor 3D Stirling este pistonul. Imprimantele actuale nu vă permit să imprimați un piston cu diametru mic suficient de precis pentru ca acesta să funcționeze.

soluția lui Don a fost să imprime un piston care funcționează ca un burduf. În imaginea de mai sus, pistonul este alb. Site-ul său se numește Projects to Print și există un link către acesta aici din pagina noastră Stirling engine links.

puterea submarinului

motoarele Stirling excelează în orice aplicație în care oamenii acordă o valoare foarte mare tăcerii.

deoarece motoarele Stirling pot fi construite pentru a fi în esență silențioase, ele sunt o potrivire naturală pentru alimentarea submarinelor.

constructorul suedez de submarine SAAB (fost Kockums) a adăugat un motor Stirling la clasele lor de submarine Gotland și S.

Diesel + Baterii + Stirling

aceste submarine folosesc ceea ce se numește propulsie independentă de aer pentru a le permite să rămână scufundate în capacitate operațională maximă timp de până la câteva săptămâni.

sunt în esență submarine diesel-electrice care pur și simplu își pot prelungi timpul de funcționare (cu până la două săptămâni) cu motorul Stirling care acoperă bateriile.

motoarele Stirling alimentează și submarinul Japonez Soryu class submarine și se zvonește că vor alimenta unele noi submarine Chineze2.

aer condiționat

nu este imediat evident când te uiți la un motor Stirling, dar fiecare motor Stirling poate fi transformat într-o pompă de căldură prin atașarea unui motor electric la arborele de ieșire și funcționarea motorului electric.

desigur, diferența de temperatură scăzută motoarele Stirling, care au fost proiectate să funcționeze pe diferențe mici de temperatură, vor produce diferențe mici de temperatură numai atunci când sunt acționate de un motor.

deci, nu încercați să faceți acest lucru cu o diferență de temperatură scăzută motor Stirling.

încercați să conduceți un motor încălzit cu flacără

dar, dacă atașați un motor electric la arborele de ieșire al oricărui motor Stirling proiectat să funcționeze pe diferențe de temperatură mai mari și porniți motorul electric, o parte se va încălzi, iar cealaltă parte se va răci.

puteți face acest lucru chiar și cu modele foarte simple, așa că încercați.

motoarele Stirling pot fi folosite ca Aparate de aer condiționat

evident, răcitoarele construite special vor funcționa mai bine decât motoarele care au fost convertite pentru a fi răcitoare.

dacă doriți să construiască unul la aer condiționat o casă, veți fi concurente împotriva bine stabilit ciclu de vapori de răcire tehnologie care a fost redus în preț pe mai multe generații de fabricație.

deci, deoarece majoritatea oamenilor iau deciziile de cumpărare pentru Frigidere și aparate de aer condiționat noi bazate în mare parte pe prețul inițial de achiziție și din moment ce un nou aparat de aer condiționat Stirling ar fi probabil inițial mai scump, aceasta nu este o aplicație pe care este probabil să o vedeți în utilizare largă în curând.

dar Stirling motor de aer condiționat și frigidere fost construit.

dar unde tehnologia ciclului Stirling strălucește cu adevărat este locul în care alte tehnologii nu pot concura cu ușurință, de exemplu în criocoolere.

Criocoolere

dacă doriți să atingeți temperaturi foarte reci pentru răcirea electronicelor pentru a obține superconductivitate sau în scopuri de cercetare, motoarele Stirling care au fost proiectate special pentru a fi răcitoare sunt o alegere excelentă.

Coolere ca aceasta au fost inițial dezvoltate la Phillips Electronics în anii 1950 și continuă să fie vândute și utilizate astăzi.

dacă aveți nevoie de unul pentru aplicațiile dvs. industriale, acestea sunt disponibile.

răcitoarele Stirling în două etape pot produce temperaturi până la aproximativ 20 de grade Kelvin, care este suficient de rece pentru a lichefia hidrogenul și neonul.

bunăstare pentru oamenii de știință și ingineri

pe acest subiect, se pare că nu sunt serios, dar chiar sunt.

o anumită sumă din bugetul de cercetare al guvernului este cheltuită în fiecare an pentru proiecte de dezvoltare a noilor tehnologii. Aceasta este o chestiune de politică publică.

în mulți ani în care am fost interesat de motoarele Stirling, am văzut oameni care solicită și primesc subvenții guvernamentale de cercetare pentru a dezvolta motoare Stirling.

de ce este aceasta o problemă?

problema cu această cercetare finanțată de guvern este că rareori are ca rezultat produse noi pe care oamenii să le cumpere. Produsele sunt adesea proiectate la un nivel ridicat de eficiență, complexitate și Costuri, ceea ce le face imposibil de produs și vândut comercial.

luați compania Sunpower din Atena, Ohio, de exemplu.

au dezvoltat o mulțime de produse interesante de-a lungul anilor, dar încearcă să găsească oricare dintre ele pe piață astăzi. Chiar nu poți.

Clientul este următorul Grant guvernamental de cercetare

Sunpower a petrecut atât de mulți ani creând produse interesante care nu au ajuns niciodată pe piață, încât singura mea presupunere poate fi că într-adevăr nu intenționau să aducă produse pe piață.

în schimb, au creat aceste produse pentru a obține următoarea rundă de bani guvernamentali pentru cercetare.

nu este nimic neapărat în neregulă cu asta, amintiți-vă doar că subvențiile guvernamentale rareori duc la produse noi.

dacă sunteți interesat de ce proiectele de cercetare, de multe ori nu duc la produse noi, citiți pagina mea despre motivul pentru care motoarele Stirling nu sunt mai populare.

escrocherii de investiții

o mulțime de companii de motoare Stirling au venit și au plecat de-a lungul anilor. Atât tehnologia, cât și piețele sunt dificile, așa că presupun că ar trebui să ne așteptăm la unele dintre acestea.

dar există un tip special de companie care a venit și a plecat, care pare să nu fi avut niciodată intenția de a face altceva decât să strângă bani de la investitori și să plătească salarii mari directorilor.

au întotdeauna site-uri web frumoase și birouri frumoase. Adesea au chiar un prototip pe care l-au cumpărat de la un dezvoltator.

dar se pare că nu a existat nicio încercare reală de a aduce motoarele Stirling pe piață cu unii dintre acești escroci/companii.

cum fac să pară Real

prototipul va fi de obicei achiziționat de la un inginer care a petrecut o mare cantitate de timp dezvoltându-l.

îl vinde escrocilor pe povestea că vor aduce produsul său pe piață cu expertiza lor superioară de marketing.

îi fac poze, construiesc un site web frumos, publică broșuri lucioase, strâng mulți bani de la investitori și se estompează în istorie.

ciclul de înșelătorie și Dispariție pare să se repete

acest lucru s-a întâmplat de atâtea ori încât mă deprimă de fiecare dată când văd unul nou.

deci, escrocii, vă rugăm să găsiți un alt centru de tehnologie escrocherii dvs. în jurul valorii de.

evident, este nevoie de bani noi pentru investitori pentru a face tipul potrivit de dezvoltare a motorului Stirling, dar companiile cu o istorie de a avea un personal de marketing bun și Niciun personal de inginerie nu sunt probabil cele care să aducă pe piață noi produse pentru motoare Stirling.

de ce motoarele Stirling din mașini sunt puțin probabile

motoarele Stirling au sens pentru o mulțime de aplicații, dar alimentarea automobilelor nu este una dintre ele.

de ce?

1. sunt lente la pornire
2. este dificil să schimbi rapid nivelurile de putere
3. nu accelerează rapid
4. sunt mai grele și mai scumpe

motoarele Stirling le place să funcționeze la o viteză constantă

toate aceste lucruri, plus faptul că sunt mai scumpe decât un motor tipic cu combustie internă, le fac o combinație proastă pentru mașini.

vehicule hibride

acum, când vedem mai multe vehicule hibride, mai mulți oameni se gândesc Ce impact ar putea avea un motor Stirling.

motoarele Stirling au sens ca sursă de energie într-un vehicul hibrid electric, dar, din nou, tind să fie grele.

dacă puteți rezolva problema de greutate, acestea ar putea fi un meci bun.

generatoare de energie solară

Ce zici de motoarele Stirling pentru energie solară?

pare destul de evident că motoarele Stirling pot fi folosite pentru a funcționa cu energie solară concentrată.

problema cu această abordare este că programele de inginerie pentru dezvoltarea acestor motoare au avut de obicei o eficiență ridicată ca obiectiv. Aceasta înseamnă că vor fi utilizate aliaje scumpe la temperaturi ridicate și, până când motorul funcționează așa cum era de așteptat, este prea scump pentru a concura cu celulele solare.

concentrarea soarelui produce motoare la temperaturi ridicate care trebuie să utilizeze metale scumpe la temperaturi ridicate și, deși s-au făcut multe cercetări în acest domeniu, nu există produse comerciale disponibile pe piață astăzi.

motoarele Stirling cu propulsie nucleară în spațiu adânc

motoarele Stirling pot funcționa pe orice formă de căldură. În ceea ce privește motorul, căldura de la un izotop nuclear este la fel de bună ca orice alt tip de căldură.

acest lucru a fost bine cercetat în ceea ce se numește generatoare de radioizotopi Stirling pentru utilizare în explorarea spațiului.

Important când sateliții nu sunt aproape de soare

este ușor să credem că celulele solare pot fi folosite peste tot în spațiu, dar nu pot.

deoarece un satelit zboară mai departe de orbita Pământului în jurul soarelui, densitatea solară pur și simplu nu este suficientă pentru a alimenta electronica din satelit și aveți nevoie de o altă metodă pentru producerea de energie.

motoarele Stirling au fost dezvoltate pentru această aplicație, folosind un izotop radioactiv ca sursă de căldură conectată la un motor Stirling.

mai multă putere de la același plutoniu

motoarele Stirling configurate astfel, pot produce de aproximativ trei ori mai multă energie electrică decât ar obține folosind un dispozitiv termoelectric.

motoarele pot fi dezvoltate pentru a funcționa patru ani fără întreținere.

Sunpower din Atena Ohio, le construiește pentru NASAOLD.

vă rugăm să comentați mai jos

Vă mulțumim că ați citit această pagină.

vă rugăm să lăsați întrebările, comentariile sau sugestiile dvs. mai jos.

asigurați-vă că consultați celelalte pagini ale noastre despre motoarele Stirling Do-It-Yourself.

1Credit foto: Coloskofen

2Farley, R. (2018). „Submarine de propulsie independente de aer: ascunse, ieftine și viitorul?”Interesul Național. Washington, D. C. Centrul pentru interes național. Adus de la http://nationalinterest.org/blog/the-buzz/air-independent-propulsion-submarines-stealth-cheap-the-24245

3fotografie de Credit: Janis

enchschreiber, J., & Wong, W. (2007). Generator avansat de radioizotopi Stirling pentru misiunile NASA de știință spațială și explorare. Cleveland, OH: Administrația Națională pentru Aeronautică și spațiu. Adus de la: https://web.archive.org/web/20120929064709/http://www.grc.nasa.gov/WWW/TECB/RPS_ASRG_%20Handout.pdf

administrația națională Aeronautică și Spațială. (Aprilie 2018). Centrul de cercetare Glenn al NASA. Adus de la https://tec.grc.nasa.gov/rps/stirling-research-lab/advanced-stirling-convertor/