Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Солнечные стирлинги.

Читайте также:
  1. ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ СТАРИК СТОРОЖИТ ЗОЛОТО. МИССИЯ РЫЖЕЙ БЕЛКИ. «ОН» ВИДИТ ИЗ-ПОД ЗЕМЛИ. ТАИНСТВЕННЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЗАЙЧИКИ. ВСТРЕЧА В ПОДЗЕМЕЛЬЕ
  2. Добавляем к фотографии солнечные лучи
  3. Солнечные ванны
  4. Солнечные вспышки
  5. СОЛНЕЧНЫЕ ОЖОГИ
  6. Солнечные ожоги

И.П. многократно показывали мне самые различные варианты своих тепловых двигателей. Меня больше всего заинтересовал двигатель замкнутого цикла.

На Земле такой двигатель был изобретен в середине XVIII века немецким монахом Стирлингом. Он отличался тем, что КПД такого двигателя достигал 60%, т.е. в 4-5 раз выше, чем у паровых двигателей. Для сравнения: КПД современный двигателей внутреннего сгорания все еще остается на уровне 30-40%. Двигатели Стирлинга имели широкое применение в странах Запада в XIX веке. А в начале этого века они были вытеснены более компактными двигателями внутреннего сгорания. Но стирлинги в США производятся и сегодня, они имеют применение на маломерных судах. Сегодня в стирлингах вместо воздуха применяется инертный газ гелий.

Устройство таких двигателей довольно сложное:

В котле нагревается воздух или теплопроводящий газ. Нагретый газ через сложную систему клапанов проходит в цилиндр. Производит работу и возвращается обратно в котел.

А принцип работы их очень прост. Допустим, внутри замкнутого цилиндра находится поршень. Начинаем нагревать один конец цилиндра. Нагретые газы расширяются и начинают толкать поршень. Газы производят механическую работу и охлаждаются. (Тепловая энергия превращается в механическую). Теперь нагреваем второй конец цилиндра, поршень движется обратно.

Именно по такому принципу работают стрирлинги. Для того чтобы оценить его работоспособность и достоинства, прежде всего надо бы хорошо знать принцип работы старых и новых стирлингов.

Второе достоинство таких двигателей в том, что они могут работать даже при разности температур всего 40 градусов. К примеру, в Якутии зимой морозы бывают ниже 40 градусов. Допустим, где-то там имеется родник - источник подземных вод, защищенный от мороза, закрытый крышей. Температура воды и воздуха внутри сохраняется положительной. На крыше этого родника установлен стирлинг. Благодаря разности температур в 40 градусов и выше, он работает, перекачивает родниковую воду в жилые дома.

У И.П. такие двигатели применяются в жарких тропических районах, они работают при разностях температур более 100 градусов. При этом 1 кв. м нагреваемой солнцем площади отдает более 0.25 кВт энергии. Они опресняют морские воды, поднимают их на поля, вырабатывают электроэнергию.

В основном стирлинги работают в качестве холодильных агрегатов. Было сказано, они превращают тепловую энергию в механическую. Это означает, что для получения холода они не только не расходуют энергию, наоборот, вырабатывают механическую энергию.

Устройство самого простого стирлинга.

Из высокотеплопроводящего материала изготовлен замкнутый цилиндр диаметром в один метр и длиной около двух метров. Изнутри вдоль цилиндра проходит перегородка, получаются два равных по объему отсека. К середине этой перегородки наглухо прикреплен второй цилиндр, объем которого в десять раз меньше первого цилиндра. Внутри цилиндра установлен поршень со штоком. Конец штока выходит наружу корпуса двигателя. Один конец внутреннего цилиндра открыт к верхнему отсеку камеры, а другой конец открыт к нижнему отсеку.

Итак, верхняя наружная часть цилиндра нагревается лучами солнца, внутри нагреваются газы. Допустим, разность температур достигает 40 градусов. Давление газов в верхнем отсеке увеличивается на 0.1 атм. Если площадь поршня равна 1000 кв. см, то при этом давление газов на поршень составит около 100 кг. Длина хода поршня - 1 метр, конечное давление равно нулю. Среднее давление около 50 кг. Если рабочий цикл двигателя составляет 1-2 секунды, то общая мощность такого громоздкого двигателя составит 0.25-0.5 кВт. (Такие двигатели у нас, наверное, могут быть изготовлены только для забавы; скорее всего они найдут применение в холодильниках).

На штоке имеется винтовой паз. Благодаря чему корпус двигателя после каждого рабочего цикла переворачивается на 180 градусов. Начинают нагреваться газы, находящиеся в нижнем отсеке. Такие переворачивающиеся стирлинги обладают очень высоким КПД, более 60%. Так как стенки цилиндра имеют значительное трение, здесь цилиндр и поршень заменены мехами (как у гармошек).

Такие двигатели у И.П. устанавливаются на крышах маломерных судов типа "плавучая дача". Они полностью обеспечивают судно электроэнергией, заряжают аккумуляторы. При наличии солнечного освещения они приводят судно в движение. Интересны применяемые у них движители судов: с обеих сторон кормы судна прикреплены два руля длиной до одного метра. Они изготовлены из гибкого материала, работают как ласты или рыбий хвост. Шток двигателя через корму выходит наружу. К штоку шарнирно прикреплены два рычага, концы рычагов соединены с ластами. При поступательном движении штока рычаги образуют прямые и острые углы. При этом ласты притягиваются и отталкиваются, ласты работают как хвост рыбы и судно движется. КПД таких движителей выше, чем у гребных винтов.

И.П. показывали мне маломерные суда и очень оригинальные легковые автомобили, которые снабжены солнечными стерлингами. Корпус такого судна сделан двухслойным, образовавшаяся внутренняя пустота является солнечным котлом двигателя Стерлинга. Нагретый солнцем горячий газ поступает к двигателю. А устройство и принцип работы современных стерлингов достаточно хорошо описан в технических журналах.

И.П. на орбитах рядом со своей планетой содержат большой количество искусственных спутников. Все они имеют шарообразную форму, а диаметр их достигает ста метров. В этих спутниках созданы отличные комфортабельные условия жизни для космонавтов. А некоторые подобные спутники являются у них просто базами отдыха для населения планеты.

Все спутники вращаются вокруг своей оси, благодаря центробежной силе на "экваторах" спутников создается нормальное притяжение, равное планетарному притяжению.

В этих спутниках на искусственной почве растет богатая растительность, там обычный природный водород и нормальное природное восстановление кислорода.

А корпус спутника тоже двухслойный и является котлом двигателя Стирлинга. Благодаря вращению спутников их корпуса с одной стороны согреваются "солнцем", а с другой стороны охлаждаются космическим холодом. Мощность таких двигателей достигает сотен кВт. Подобные стирлинги когда-то использовались американцами в своих спутниках-"шпионах".


Дата добавления: 2015-10-13; просмотров: 145 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Ветрокотлы. | Мои несостоявшиеся изобретения | Семиоктавный многоголосный клавишный музыкальный инструмент. | Цветомузыкальная установка. | Стереоскопические приборы. | Стереокино на белом экране. | Quot;Как переворачиваются коты". | Динамическая разрывная машина. | Серия двигателей внутреннего сгорания. | Бесступенчатая фрикционная электромагнитная коробка переменной передачи. |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Универсальный намоточный станок.| Гимн Советского Союза.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.007 сек.)