Kraftig gjør-det-selv-stirling-motor. Hvordan lage en Stirling-motor hjemme? Hvordan lage en stirling motor

Jeg erstattet de andre typene kraftverk, men arbeidet med å forlate bruken av disse enhetene, antyder den forestående endringen av lederstillinger.

Fra begynnelsen av den teknologiske utviklingen, da bruken av motorer som brente drivstoff inne bare var begynt, var deres overlegenhet ikke åpenbar. Dampmotoren, som en konkurrent, inneholder mange fordeler: sammen med trekkparametere, lydløs, altetende, enkel å kontrollere og konfigurere. Men letthet, pålitelighet og lønnsomhet lot forbrenningsmotoren ta opp over dampen.

I dag er miljømessige, økonomiske og sikkerhetsmessige spørsmål i høysetet. Dette tvinger ingeniører til å kaste krefter på serienheter som går på bekostning av fornybare drivstoffkilder. På 1500-tallet av det nittende århundre registrerte Robert Stirling en motor drevet av eksterne varmekilder. Ingeniører mener at denne enheten er i stand til å erstatte den moderne lederen. Stirling-motoren kombinerer effektivitet, pålitelighet, kjører stille, på hvilket som helst drivstoff, dette gjør produktet til en aktør i bilmarkedet.

Robert Stirling (1790-1878 leveår):

Stirling Engine History

Opprinnelig ble installasjonen designet for å erstatte en dampdrevet maskin. Dampmotorkjeler eksploderte da trykket ble overskredet. Fra dette synspunktet er Stirling mye tryggere, den fungerer ved å bruke en temperaturforskjell.

Prinsippet om drift av Stirling-motoren i alternativ tilførsel eller fjerning av varme fra stoffet som arbeidet utføres på. Stoffet i seg selv er omsluttet i volum lukket type. Arbeidsstoffets rolle utføres av gasser eller væsker. Det er stoffer som spiller rollen som to komponenter, gassen omdannes til en væske og omvendt. Stirling-væskestempelmotoren har: små dimensjoner, kraftig, genererer mye trykk.

Nedgangen og økningen i gassvolum under henholdsvis avkjøling eller oppvarming bekreftes av loven om termodynamikk, i henhold til hvilken alle komponentene: oppvarmingsgraden, mengden plass okkupert av stoffet, kraften som virker per enhetsareal, er koblet sammen og er beskrevet av formelen:

P * V \u003d n * R * T

P er gassens kraft i motoren per arealenhet;
V er den kvantitative verdien som opptas av gassen i motorområdet;
n er den molare mengden gass i motoren;
R er gasskonstanten;
T er graden av gassoppvarming i motor K,

Stirling Engine Model:

På grunn av upretensiøsiteten til installasjonene er motorene delt: fast brensel, flytende drivstoff, solenergi, kjemisk reaksjon og andre typer oppvarming.

Syklus

Stirling ekstern forbrenningsmotor bruker samme sett fenomener. Effekten av den flytende handlingen i mekanismen er høy. Takket være dette er det mulig å konstruere en motor med gode egenskaper innenfor rammen av normale dimensjoner.

Det må huskes at utformingen av mekanismen inkluderer en varmeapparat, et kjøleskap og en regenerator, en innretning for å fjerne varme fra et stoff og returnere varme til rett tid.

Den ideelle Stirling-syklus (temperatur-volumdiagram):

Ideelle sirkulære fenomener:

1-2 Endring i de lineære dimensjonene til et stoff med konstant temperatur;
2-3 Fjerning av varme fra stoffet til varmeveksleren, plassen som stoffet opptar konstant;
3-4 Tvangsreduksjon av plassen som stoffet opptar, temperaturen er konstant, varmen fjernes til kjøligere;
4-1 Tvangsøkning i stoffets temperatur, konstant okkupert plass, tilføres varme fra en varmeveksler.

Den ideelle Stirling-syklusen (trykk-volumdiagram):

Basert på beregning (mol) av stoffet:

Varmeinngang:

Varme mottatt av kjøleren:

Varmeveksleren mottar varme (prosess 2-3), varmeveksleren avgir varme (prosess 4-1):

R - Universal gasskonstant;

CV - evnen til en ideell gass til å holde på varmen i en konstant mengde okkupert plass.

På grunn av bruken av regeneratoren forblir en del av varmen, som energien til mekanismen, ikke forandrer for passerende sirkulære fenomener. Kjøleskapet får mindre varme, så varmeveksleren sparer varmeovnen. Dette øker installasjonseffektiviteten.

Effektiviteten av et sirkulært fenomen:

ɳ =

Det er bemerkelsesverdig at uten varmeveksler er kombinasjonen av Stirling-prosesser mulig, men effektiviteten vil være betydelig lavere. Å passere settet med prosesser bakover fører til en beskrivelse av kjølemekanismen. I dette tilfellet er tilstedeværelsen av en regenerator en forutsetning, ettersom det når det passerer gjennom (3-2), det er umulig å varme opp stoffet fra kjøleren, hvis temperatur er mye lavere. Det er også umulig å gi varme til varmeren (1-4), hvis temperatur er høyere.

Motorens driftsprinsipp

For å forstå hvordan Stirling-motoren fungerer, vil vi forstå enheten og hyppigheten av fenomenene til enheten. Mekanismen konverterer varmen som mottas fra en varmeovn som er plassert utenfor produktet, til kraftvirkningen på kroppen. Hele prosessen skjer på grunn av temperaturforskjellen i arbeidsstoffet i en lukket krets.

Prinsippet for mekanismen er basert på utvidelse på grunn av varme. Rett før utvidelse varmer stoffet i en lukket sløyfe seg opp. Følgelig, før det komprimeres, avkjøles stoffet. Selve sylinderen (1) er innhyllet i en vannkappe (3), varme tilføres til bunnen. Et stempel som utfører arbeid (4) plasseres i en hylse og forsegles med ringer. Mellom stempelet og bunnen er det en forskyvningsmekanisme (2), som har betydelige gap og beveger seg fritt. Stoffet, som er i en lukket krets, beveger seg langs volumet av kammeret på grunn av forskyveren. Materiale bevegelse er begrenset i to retninger: bunnen av stempelet, bunnen av sylinderen. Forskyvningen av forskyvningsorganet tilveiebringes av stangen (5), som passerer gjennom stempelet og fungerer på grunn av eksentrikken med en forsinkelse på 90 ° sammenlignet med stempelstasjonen.

Posisjon "A":

Stempelet er plassert i laveste stilling, stoffet blir avkjølt av veggene.

Posisjon "B":

Forskyveren tar den øvre posisjonen, beveger seg, fører stoffet gjennom endespaltene til bunnen, det kjøler seg selv. Stempelet står stille.

Posisjon "C":

Stoffet mottar varme, under påvirkning av varmeøkninger i volum og hever ekspandereren med stempelet opp. Arbeidet utføres, hvoretter fortrengningsapparatet synker til bunnen, skyver stoffet ut og avkjøles.

Posisjon "D":

Stempelet går ned, komprimerer det avkjølte stoffet, nyttig arbeid. Svinghjulet fungerer i designet som en energiakkumulator.

Den betraktede modellen uten en regenerator, derfor er effektiviteten til mekanismen ikke stor. Stoffets varme etter endt arbeid fjernes til kjølevæsken ved hjelp av veggene. Temperaturen har ikke tid til å redusere med ønsket mengde, så kjølingstiden forlenges, motorhastigheten er liten.

Typer motorer

Strukturelt sett er det flere alternativer som bruker Stirling-prinsippet, hovedtypene er:

Designet bruker to forskjellige stempler plassert i forskjellige kretsløp. Den første kretsen brukes til oppvarming, den andre kretsen brukes til kjøling. Følgelig har hvert stempel sin egen regenerator (varmt og kaldt). Enheten har et godt forhold til volum. Ulempen er at temperaturen på den varme regeneratoren skaper strukturelle vansker.

Motor "β - Stirling":

Designet bruker en lukket sløyfe, med forskjellige temperaturer i endene (kald, varm). Et stempel med en forskyver er plassert i hulrommet. En fortrenger deler rommet i en kald og en varm sone. Utveksling av kulde og varme skjer ved å pumpe et stoff gjennom en varmeveksler. Strukturelt utføres varmeveksleren i to versjoner: ekstern, kombinert med en forskyvning.

Motor "γ - Stirling":

Stempelmekanismen sørger for bruk av to lukkede kretsløp: kald og med en forskyvning. Strømmen fjernes fra det kalde stempelet. Et stempel med en fortrenger er varmt på den ene siden og kaldt på den andre. Varmeveksleren er plassert både i og utenfor konstruksjonen.

Noen kraftverk ligner ikke på hovedtyper av motorer:

Omrørende roterende motor.

Strukturelt sett er oppfinnelsen med to rotorer på skaftet. Delen roterer i et lukket rom med sylindrisk form. Det legges en synergistisk tilnærming til implementeringen av syklusen. Huset inneholder radielle spor. Blader med en spesifikk profil settes inn i fordypningene. Platene er slitt på rotoren og kan bevege seg langs aksen når mekanismen roterer. Alle detaljer skaper skiftende volumer med fenomenene som oppstår i dem. Volum av forskjellige rotorer er koblet gjennom kanaler. Kanalarrangementet har en skift på 90 ° til hverandre. Rotorenes forskyvning i forhold til hverandre er 180 °.

Termoakustisk Stirling-motor.

Motoren bruker akustisk resonans for å gjennomføre prosessene. Prinsippet er basert på bevegelse av materie mellom et varmt og kaldt hulrom. Kretsen reduserer antall bevegelige deler, vanskeligheten med å fjerne den mottatte kraften og opprettholde resonans. Utførelsen angår en motor med fritt stempel.

DIY Stirling Engine

I dag, ganske ofte i nettbutikken, kan du finne suvenirer laget i form av den aktuelle motoren. Strukturelt og teknologisk er mekanismene ganske enkle, om ønskelig er Stirling-motoren enkel å konstruere med egne hender fra improviserte midler. På Internett kan du finne et stort antall materialer: videoer, tegninger, beregninger og annen informasjon om dette emnet.

Omrørende lavtemperaturmotor:

Tenk på den enkleste versjonen av bølgemotoren, for implementering av hvilken du vil trenge en boks, mykt polyuretanskum, skive, bolter og binders. Alle disse materialene er enkle å finne hjemme, følgende trinn forblir:
Ta et mykt polyuretanskum, kutt en sirkel som er to millimeter mindre i diameter fra den indre diameteren på boksen. Skumets høyde er to millimeter mer enn halvparten av høyden på boksen. Skumgummi fungerer som en fortrenger i motoren;
Ta lokket på boksen, lag et hull i midten, to millimeter i diameter. Lodd til hullet en hul stang som vil utføre rollen som en guide for motorens tilkoblingsstang;
Ta en sirkel skåret ut av skum, sett inn en skrue i midten av sirkelen og lås på begge sider. Lodde en forhåndsrettet binders til vaskemaskinen;
To centimeter fra midten, bor et hull med en diameter på tre millimeter, før forskyveren gjennom det sentrale hullet på lokket, lodd lokket til glasset;
Lag en liten sylinder med en diameter på halvannen centimeter fra tinn, lodd den til lokket på boksen, slik at sidehullet på lokket er tydelig sentrert inne i motorsylinderen;
Gjør motorens veivaksel ut av et binders. Beregningen blir utført på en slik måte at kneeavstanden er 90 °;
Lag et stativ under motorens veivaksel. Lag en elastisk membran fra en plastfilm, sett filmen på sylinderen, skyv den inn, fest den;

Lag motorens tilkoblingsstang selv, kjør den ene enden av det rette produktet i form av en sirkel, sett den andre enden i et stykke viskelær. Lengden justeres på en slik måte at membranen trekkes tilbake på det ytterste laveste punktet av skaftet, og membranen strekkes til det maksimale på sitt høyeste punkt. Sett opp en annen koblingsstang på samme måte;
Lim motorens tilkoblingsstang med gummispiss på membranen. Fest tilkoblingsstangen uten gummispiss på forskyveren;
Plasser svinghjulet fra disken på motorens veivmekanisme. Fest bena i krukken for ikke å holde produktet i hendene. Høyden på bena lar deg plassere et stearinlys under boksen.

Etter at de klarte å lage Stirling-motoren hjemme, startes motoren. For å gjøre dette, plasser et opplyst stearinlys under boksen, og etter at boksen er varmet opp, trykk på svinghjulet.

Det vurderte installasjonsalternativet kan raskt settes sammen hjemme, som et visuelt hjelpemiddel. Hvis du setter deg et mål og et ønske om å gjøre Stirling-motoren så nær fabrikkanaloger som mulig, er det fritt tilgjengelige tegninger av alle deler. Den trinnvise utførelsen av hver node lar deg lage et arbeidsoppsett som ikke er verre enn kommersielle versjoner.

fordeler

Stirling-motoren er preget av slike fordeler:

For at motoren skal fungere, er en temperaturforskjell nødvendig; hvilket drivstoff som forårsaker oppvarming er ikke viktig;
Ingen grunn til å bruke vedlegg og hjelpeutstyrMotordesignet er enkelt og pålitelig;
Motorresursen, takket være designfunksjonene, er 100 000 driftstimer;
Motoren genererer ikke ufravikelig støy, da det ikke er noe banker;
Prosessen med motoren er ikke ledsaget av utslipp av avfallsstoffer;
Motordrift er ledsaget av minimal vibrasjon;
Prosessene i sylindrene til installasjonen er miljøvennlige. Bruk av riktig varmekilde gjør motoren ren.

ulemper

Ulempene med Stirling-motoren inkluderer:

Det er vanskelig å etablere masseproduksjon, da strukturelt sett krever motoren bruk av et stort antall materialer;
Høy vekt og store dimensjoner på motoren, for for effektiv kjøling er det nødvendig å bruke en stor radiator;
For å øke effektiviteten økes motoren ved bruk av komplekse stoffer (hydrogen, helium) som arbeidsvæske, noe som gjør driften av enheten farlig;
Den høye temperaturmotstanden til stållegeringer og deres termiske ledningsevne kompliserer motoren i produksjonsprosessen. Betydelig varmetap i varmeveksleren reduserer enhetens effektivitet, og bruk av spesifikke materialer gjør produksjonen av en motor dyr;
For å justere og skifte motor fra modus til modus, må spesielle kontrollenheter brukes.

Ved hjelp av

Stirling-motoren har funnet sin nisje og brukes aktivt der dimensjoner og altetende er et viktig kriterium:

Motorstirling elektrisk generator.

Mekanismen for å konvertere varme til elektrisk energi. Ofte er det produkter som brukes som bærbare turistgeneratorer, installasjoner for bruk av solenergi.

Motoren er som en pumpe (elektriker).

Motoren brukes til installasjon i kretsen varmesystemersparer på elektrisk energi.

Motoren er som en pumpe (varmer).

I land med varmt klima brukes motoren som romvarmer.

Submarine Stirling Engine:

Motoren er som en pumpe (kjøligere).

Nesten alle kjøleskap bruker varmepumper i sin design, installerer en Stirling-motor, og ressursene spares.

En motor, som en pumpe som skaper ultra-lave varmegrader.

Enheten brukes som kjøleskap. For å gjøre dette, lanseres prosessen i baksiden. Enheter flytende gass, kule måleelementer i presise mekanismer.

Motor for undervannsteknologi.

Ubåter i Sverige og Japan drives av en motor.

Omrørende motor som solenergiinstallasjon:

Motoren er som en energiakkumulator.

Drivstoff i slike enheter, salt smelter, og motoren brukes som energikilde. Motoren i energireserver foran kjemiske elementer.

Solmotor.

Konverter solens energi til strøm. Stoffet i dette tilfellet er hydrogen eller helium. Motoren er satt i fokus for den maksimale konsentrasjonen av solenergi som er opprettet ved hjelp av en parabolantennen.

Jeg har sett håndverkere på denne ressursen i lang tid, og da artikkelen dukket opp ønsket jeg å lage den selv. Men som alltid var det ingen tid, og jeg satte opp forpliktelsen.
Men så passerte jeg endelig vitnemålet mitt, ble uteksaminert fra militæravdelingen og det dukket opp.
Det virker som om det er mye enklere å lage en slik motor enn en flash drive :)

Det første jeg vil omvende meg til guruen på dette nettstedet er at en person i 20-årene er engasjert i slik tull, men jeg ville bare gjøre det, og dette ønsket har ingenting å forklare, jeg håper at flash-stasjonen min fremdeles vil være mitt neste trinn.
Så vi trenger:
1 lyst.
2 tre bokser.
3 Kobbertråd (jeg fant et tverrsnitt på 2 mm).
4 Papir (avis eller kontor er ikke viktig).
5 Clerical lim (PVA).
6 Superlim (CYJANOPAN eller andre i samme blodåre).
7 Gummihanske eller ballong.
8 Klemmer for elektriske ledninger 3 stk.
9 Vinkork 1 stk.
10 Litt fiskelinje.
11 verktøy for å smake.

1 - den første banken; 2- sekund; 3 - tredje; 3-lokk på den tredje boksen; 4 - membran; 5-fortrenger; 6- terminal ledninger; 7 - veivaksel; 8- tinn detalj: 9- forbindelsesstang; 10- kork; 11-disk; 12 - fiskesnøre.
Til å begynne med kuttet vi av alle tre bokser med to bokser på lokket. Jeg gjorde det med en hjemmelaget dremel, til å begynne med ville jeg stikke hull i en sirkel med en snor og klippe med saks, men jeg husket enheten om et mirakel.
Ærlig talt, det viste seg ikke veldig vakkert, og jeg freset ved et uhell et hull i veggen på en av boksene, så det passet ikke lenger for arbeidskapasiteten (men jeg hadde to til og gjorde dem mer nøyaktig).

Deretter trenger vi en krukke som vil tjene som skjema for fortrenger(5).
Siden mandag ikke fungerte basarene og alle bilforhandlerne i nærheten var stengt, og jeg ønsket å lage motoren, tillot meg å endre den opprinnelige designen og lage en forskyvning av papir, ikke stålull.
For å gjøre dette fant jeg en krukke med fiskemat, som passet meg best i størrelsen. Jeg valgte størrelsen ut fra at diameteren på boksen fra brus var 53 mm, så jeg så etter 48-51 mm, slik at når jeg vikler papiret på skjemaet, får jeg omtrent 1-2 mm avstand mellom veggen på boksen og forskyvningsanordningen (5) for luftgjennomgang. (limes inn med limtape slik at limet ikke fester seg).

Så merket jeg en stripe av A4-ark 70 mm, og kuttet resten i strimler på 50 mm (som i artikkelen). For å være ærlig, husker jeg ikke hvor mange slike strimler jeg såret, vel, la det være 4-5 (strimler 50 mm x 290 mm, antall lag laget av øye, slik at når limet er satt, er ikke forskyveren myk). Hvert lag ble belagt med PVA-lim.

Så laget han fortrengningsdekslene fra 6 lag papir (limte også alt sammen og presset det med en rund penn for å presse ut det gjenværende limet og luftboblene) da jeg limte alle lagene, presset dem på toppen med bøker slik at de ikke ville bøye seg.

Jeg kuttet også av bunnen av dunken (2) med en saks, som var hel, i en avstand på omtrent 10 mm, siden forskyvningen ikke passerte gjennom det øvre hullet. Dette blir vår arbeidskapasitet.
Her er hva som skjedde til slutt (jeg kuttet ikke øyeblikkelig lokket på boksen (3), men jeg må fortsatt gjøre dette for å sette et lys der).

Videre, i en avstand på omtrent 60 mm fra bunnen, kuttet jeg av beholderen (3) som jeg fremdeles hadde med lokk. Denne bunnen vil tjene oss brennkammer.

Så skar han av bunnen av den andre boksen (1) med saget lokk, også i en avstand på 10 mm (fra bunnen). Og sett det hele sammen.

Videre virket det for meg at hvis en mindre gjenstand ble limt fast på membranen (4) til arbeidssylinderen (2) i stedet for lokket, så ville designen bli bedre og jeg kuttet ut en slik prøve fra papir. Grunnlaget er en 15x15mm firkant og "ører" på 10mm hver. Og han hugget en liten del (8) fra prøven.

Så boret jeg hull i terminalene (6) med en diameter på 2,1 eller 2,5 mm (det betyr ikke noe), hvoretter jeg tok en ledning (med et snitt på 2 mm) og målte 150 mm det vil være vår " veivaksel"(7). Og bøyde den i slike dimensjoner: knehøyden på forskyvningen (5) -20mm knehøyden på membranen (4) -5mm. Mellom dem skal være 90 grader (uansett hvilken vei). Forhåndsinnføring av terminalene på plass. Også Jeg laget skivene og festet dem med lim slik at terminalene ikke henger på veivakselen.
Det fungerte ikke riktig og nøyaktig i størrelse med en gang, men jeg gjorde det om igjen (heller for min egen komfort).

Så tok jeg igjen ledningen (2mm) og kuttet et stykke, ca 200 mm, det vil være forbindelsesstangen (9) til membranen (4), ført gjennom den delen (8) og bøyd (den vil bli vist).
Jeg tok boksen (1) (den som var litt hul) og laget hull i den under “veivakselen” (7) i en avstand på 30 mm fra toppen (men dette er ikke viktig). Og klipp gjennom visningsvinduet med saks.

Da fortrengningssylinderen (5) tørket opp og til slutt satt fast, begynte jeg å lime dekslene på den. Da jeg limte lokkene, dro jeg ham gjennom en tverrsnittstråd på omtrent en halv millimeter for å feste fiskelinjen (12).

Deretter snudde jeg en akse (10) fra et trehåndtak for å koble skivene (11) til veivakselen, men jeg anbefaler å bruke en vinkork.
Og nå den vanskeligste delen (som for meg) Jeg kuttet ut membranen (4) fra medisinske hansker og limte på den helt detalj (8) i sentrum. Jeg plasserte membranen på arbeidssylinderen (2) og bandt den med en tråd på kanten, og da jeg begynte å kutte av overflødige deler, begynte membranen å komme ut under trådene (selv om jeg ikke trakk i membranen), og da den var helt avskåret begynte jeg å trekke den og membranen falt helt av.
Jeg tok superlim og limte enden av boksen, og limte deretter den nypreparerte membranen, plasserte den strengt i midten, holdt den og ventet til limet herder. Så presset han den igjen, men denne gangen med et elastisk bånd, kuttet av kantene, fjernet elastikken og limte den igjen (utenfor).
Det var det som skjedde i det øyeblikket

Så stakk jeg hullet i membranen (4) og del (8) med en nål og kastet en fiskelinje (12) i dem (som heller ikke var lett).
Da jeg satte alt sammen, viste det seg dette:

Jeg innrømmer med en gang at motoren i begynnelsen ikke virket, enda mer så det ut til at den ikke ville fungere i det hele tatt, fordi det var nødvendig å vri den (med et brennende stearinlys) manuelt og med en ganske stor kraft (som for en uavhengig roterende motor). Jeg ble helt slapp og begynte å skjelle meg ut at forskyveren er laget av papir, at jeg hadde tatt feil bokser som gjorde en feil i lengden på koblingsstangen (9) eller fortrengningsfiskelinjen (5). Men etter en times pine og skuffelse, brente endelig lyset mitt (det i aluminiumshuset) ut og jeg tok resten fra nyttår (det som er grønt på bildet), det brant MYE sterkere og se og si, jeg klarte å få det.
KONKLUSJONER
1 Hva forskyveren er laget av spiller ingen rolle, da jeg leste på et av nettstedene “det skal være lett og ikke varmeledende”.
2 Å endre lengden på koblingsstangen (9) og lengden på fiskelinjen (12) til forskyveren (5) betyr ikke noe, da jeg leste på et av stedene “det viktigste er at forskyveren ikke treffer toppen eller bunnen av arbeidskammeret under drift”, så jeg satte den omtrent i midten . Og membranen i en rolig (kald) tilstand skal være flat, og ikke langstrakt nedover eller oppover.
video
Video med motoren. Jeg satte 4 plater, de brukes som svinghjul. Når jeg begynner prøver jeg å heve forskyvningen til øvre stilling, siden jeg fremdeles er redd for at den ikke overopphetes. Den snurrer, den skal gjøre dette: først reiser forskyvningen seg opp, og etter det hever membranen seg etter den, faller fortrengeren ned, og membranen faller bak den.

PS: kanskje hvis du balanserer det, vil det snurre raskere, men det har jeg piske opp fra balansering mislyktes :)

Vannkjølt video. Det hjelper lite i arbeidet, og som du ser, akselererer den ikke spesielt rotasjonen, men med slik kjøling kan motoren beundres lenger uten frykt for overoppheting.

Og her er et eksempel på en tegning av min prototype (stor størrelse):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Hvem vil trenge originalen (KOMPAS V 12) kan jeg kaste av posten.

Kanskje du spør meg hvorfor det tross alt er behov for det, og jeg vil svare. Som alt i steampunk vår, hovedsakelig for sjelen.
Jeg ber deg om ikke å sparke mye, dette er min første publikasjon.

Hallo! I dag vil jeg gjøre oppmerksom på deg hjemmelaget motor, som konverterer enhver temperaturforskjell til mekanisk arbeid:

Stirlings motor - en varmemotor der en flytende eller gassformig arbeidsvæske beveger seg i et lukket volum, en type ekstern forbrenningsmotor. Det er basert på periodisk oppvarming og avkjøling av arbeidsfluidet med ekstraksjon av energi fra den resulterende endringen i arbeidsfluidets volum. Det kan fungere ikke bare fra å brenne drivstoff, men også fra hvilken som helst varmekilde.

Jeg presenterer motoren min, laget av bilder fra Internett:

Da jeg så dette miraklet, hadde jeg et ønske om å gjøre det)) Spesielt på Internett var det mange tegninger og motordesign. Jeg vil si med en gang: å gjøre er ikke vanskelig, men å justere og oppnå normal drift er litt problematisk. Det fungerte bra for meg bare for tredje gang (jeg håper du ikke vil lide sånn)))).

Prinsippet om drift av stirling-motoren:

Alt er laget av materialer tilgjengelig for hver hjerne:

Vel, og hvordan uten dimensjoner)))

Rammen på motoren er laget av ledning fra binders. Alle faste trådloddfuger ()

Forskyveren (disken som beveger luft inne i motoren) er laget av tegnepapir og limt med superlim (inni den er hul):

Jo mindre avstand mellom dekslene og forskyvningen i øvre og nedre stilling, desto større er effektiviteten til motoren.

Fortrengningsstangen er laget av en eksosnitt (fremstilling: trekk forsiktig ut innsiden og rengjør den om nødvendig med en emireklut; ytre del hold deg til det øverste "kalde" lokket med hatten innover). Men dette alternativet har en ulempe - det er ingen fullstendig tetthet og det er lite friksjon, selv om en dråpe motorolje vil hjelpe deg med å bli kvitt den.

Stempelsylinder - det vanlige halsen plast flaske:

Stempelhuset er laget av en medisinsk hanske og festet med en gjenge, som etter vikling må impregneres med superlim for pålitelighet. I midten av foringsrøret limes en skive med flere lag papp, hvorpå en forbindelsesstang er festet.

Veivaksel - fra de samme klippene som hele motorrammen. vinkelen mellom albuene på stempelet og forskyveren er 90 grader. Displacer arbeidsslag - 5mm; stempelet er 8mm.

Svinghjul - består av to CD-plater som er limt på en pappsylinder og plantet på veivakselaksen.

Så nok til å bære noe tull jeg presenterer for deg motorens driftsvideo:

Vanskelighetene som oppsto hos meg var hovedsakelig forbundet med overdreven friksjon og mangelen på nøyaktige dimensjoner på strukturen. i det første, en dråpe motorolje og veivakseljustering korrigerte situasjonen, så i det andre, jeg måtte stole på intuisjon))) Men som du kan se, alt viste seg (selv om motoren var fullstendig omgjort 3 ganger))))

Hvis du har spørsmål, skriv kommentarene, så vil vi forstå)))

Takk for oppmerksomheten)))

Stirlings motor. For nesten enhver hjemmelaget mann kan denne fantastiske tingen bli et virkelig stoff. Det er nok å gjøre det en gang og se det på jobb, slik du vil gjøre dem igjen og igjen. Den relative enkelheten til disse motorene gjør dem bokstavelig talt ut av søpla. Jeg vil ikke dvele ved generelle prinsipper og enhet. Om den er full av informasjon på Internett. For eksempel: Wikipedia. Vi fortsetter umiddelbart til konstruksjonen av den enkleste lavtemperatur-gamma-Stirling.

For å bygge motoren med egne hender trenger vi to deksler til glasskar. De vil tjene som de kalde og varme delene. Kanten er kuttet av med saksene.

Et hull er laget i midten av det ene lokket. Hullstørrelsen skal være litt mindre enn diameteren på den fremtidige sylinderen.

Stirling-motorhuset er kuttet ut av en plastflaske. Disse flaskene er bare delt inn i ringer. Vi trenger en. Det er verdt å merke seg at forskjellige karakterer melkeflasker kan variere litt.

Saken limes på lokket med en plastisk epoksyforbindelse eller fugemasse.

Som sylinder passer markørlegemet perfekt. I denne modellen er hetten mindre i diameter enn selve markøren og kan bli et stempel.

En liten del er avskåret fra markøren. På hetten er delen fra toppen avskåret.

Dette er et drivmiddel. Under drift av Stirling-motoren beveger den luft inne i huset fra det varme til det kalde og omvendt. Den er laget av en svamp for å vaske oppvasken. En magnet limes i sentrum.

Siden toppdekselet er laget av tinn, kan det trekkes av en magnet. Forskyveren kan sitte fast. For å forhindre at dette skjer, må magneten festes i tillegg med en pappsirkel.

Hetten er fylt med epoksy. Det bores hull i begge ender for å feste magneten og forbindelsesstangholderen. Tråden i hullene kuttes direkte med en skrue. Disse skruene er nødvendige for å finjustere motoren. Magneten i stempelet limes på skruen og justeres slik at den, i den nedre delen av sylinderen, tiltrekker forskyvningen. På denne magneten må du også lime gummistoppen. Et stykke sykkelkamera eller viskelær er egnet. En begrenser er nødvendig for at stempelet og drivmagnetene ikke skal tiltrekke seg for mye. Ellers kan det hende at trykket ikke er nok til å bryte magnetisk binding.

En gummipakning limes på toppen av stempelet. Det er nødvendig for tetthet og for å beskytte foringsrøret mot å rive.

Stempelhuset er laget av gummihansker. Du må klippe av lillefingeren.

Etter at foringsrøret er limt, limes en annen gummipakning på toppen. Et hull er gjennomboret gjennom gummipakningene og foringsrøret med en snor. En koblingsstangholder er skrudd inn i dette hullet. Denne holderen er laget av skrue og loddet skive.

Som holder på veivakselen var epoksyemballasjen perfekt. Nøyaktig samme krukke kan tas fra under brusende vitaminer eller aspirin.

Ved denne krukken kuttes bunnen og det lages hull. I den øvre delen - for å holde veivakselen. Nederst - for tilgang til koblingsstangfeste.

Veivaksel og koblingsstang er laget av ledning. Hvite ting er en begrenser. Laget av rør fra lollipop. Små biter kuttes fra dette røret, og de resulterende delene kuttes på langs. Så de er lettere å ta på. Knehøyden bestemmes av halve avstanden som sylinderen må bevege seg fra det laveste punktet til det øverste punktet der den magnetiske koblingen slutter å virke.

Så vi er klare for de første testene. Kontroller først for lekkasjer. Trenger å blåse inn i sylinderen. På alle skjøter kan du bruke skum fra oppvaskmiddel. Den minste luftlekkasje og motoren vil ikke fungere. Hvis tettheten er OK, kan du sette inn stempelet og feste foringsrøret med geistlig tyggegummi.

I sylinderens nedre stilling skal forskyvningen trekkes til toppen. Deretter legges hele strukturen på en kopp med varmt vann. Etter en tid begynner luften inne i motoren å varme opp og skyve stempelet ut. På et tidspunkt vil den magnetiske forbindelsen bli brutt og forskyveren falle til bunnen. Dermed vil ikke luften i motoren lenger være i kontakt med den oppvarmede delen og vil begynne å avkjøle. Stempelet vil begynne å trekke seg tilbake. Ideelt sett bør stempelet begynne å bevege seg opp og ned. Men dette kan ikke skje. Enten vil ikke trykket være nok til å bevege stempelet, eller så vil luften varme opp for mye og stempelet blir ikke trukket helt inn. Følgelig kan denne motoren ha døde soner. Dette er ikke veldig skummelt. Hovedsaken er at de døde sonene ikke er for store. For å kompensere for de døde sonene, trengs et svinghjul.

En annen veldig viktig del av dette stadiet er at her kan du føle prinsippet om Stirling-motoren. Jeg husker min første røring som ikke fungerte bare fordi jeg ikke kunne komme på hvordan eller hvordan denne tingen fungerer. Her kan du føle hvordan trykket stiger og faller ved å hjelpe stemplet med å gå opp og ned med hendene.

Denne designen kan forbedres litt ved å legge en sprøyte til toppdekselet. Denne sprøyten må også sitte på en epoksy, nåleholderen må trimmes litt. Stempelets plassering i sprøyten skal være i midtstilling. Med denne sprøyten kan volumet av luft inne i motoren justeres. Å starte og justere vil være mye enklere.

Så du kan skyve veivakselholderen. Høyden på forbindelsesstangen til sylinderen justeres med en skrue.

Svinghjulet er laget av en CD. Hullet sitter fast med en plastisk epoksy. Da må du bore et hull nøyaktig i midten. Å finne et senter er veldig enkelt. Vi bruker egenskapene til en høyre trekant innskrevet i en sirkel. Hans hypotenuse løper gjennom sentrum. Du må feste et papirark i rett vinkel til kanten av platen. Orientering er ikke viktig. I skjæringspunktet mellom sidene av arket og kanten av platen bruker vi merker. En linje tegnet gjennom disse merkene vil gå gjennom sentrum. Hvis du tegner den andre linjen et annet sted, så får vi i krysset det nøyaktige sentrum.

All motor er klar.

Vi la Stirling-motoren på en kopp med kokende vann. Vi venter litt, og han må tjene penger. Hvis dette ikke skjer, må du hjelpe ham litt med hånden.

Produksjonsprosessen på video.

Omrørende motor på jobb

Stirling-motoren er en viss motor som begynner å jobbe med varmeenergi. Dessuten er energikilden helt uviktig. Hovedsaken er at det er en forskjell temperatur tilstandI dette tilfellet vil en slik motor fungere. Nå skal vi analysere hvordan du kan lage en modell av en så lav temperatur motor fra en boks Coca-Cola.

Materialer og inventar

Nå skal vi analysere hva vi må ta for å lage en motor hjemme. Hva vi trenger å ta for å stirre:

Ballong.
Tre krukker med cola.
Spesielle terminaler, fem stykker (5A).
Brystvorter for feste sykkel eiker (to ting).
Bomullsull fra metall.
Et stykke ståltråd 30 cm lang og et tverrsnitt på 1 mm.
Et stykke stor stål- eller kobbertråd med en diameter på 1,6 til 2 mm.
Trepinne med en diameter på tjue mm (lengde en cm).
Flaskehette (plast).
Elektriske ledninger (tretti cm).
Spesielt lim.
Vulkanisert gummi (ca. 2 centimeter).
Fiskesnor (tretti cm lang).
Flere lastet for balansering (for eksempel nikkel).
CD-er (tre stykker).
Spesielle knapper.
Blikk for å lage en ildkasse.
Varmebestandig silikon og tinnkanne for vannkjøling.

Beskrivelse av opprettelsesprosessen

Trinn 1. Forberedelse av krukker.

Ta først to bokser og klipp av øvre del. Hvis toppene er avskåret med saks, må de resulterende hakkene slipe med en fil.

Trinn 2. Produksjon av mellomgulvet.

Som membran kan du ta en ballong, som skal forsterkes med vulkanisert gummi. Ballen må kuttes og trekkes på en krukke. Så limer vi et stykke spesiell gummi på den sentrale delen av membranen. Etter at limet herder, stikk et hull i midten av membranen for å montere ledning. Den enkleste måten å gjøre dette på er med en spesiell knapp som du kan legge igjen i hullet til montering.

Trinn 3. Skjære og lage hull i lokket.

Det skal lages to hull på to mm i lokkets vegger, de er nødvendige for å installere spakenes rotasjonsakse. Et annet hull må lages i bunnen av lokket, en ledning vil gå gjennom det, som vil være koblet til forskyvningsanordningen.

På siste trinn må lokket kuttes av. Dette gjøres slik at fortrengerledningen ikke fester seg på lokkets kanter. For slikt arbeid kan du ta husholdesaks.

Fase 4. Bor.

I en krukke må du bore to hull for lagrene. I vårt tilfelle ble dette gjort med en 3,5 mm bor.

Fase 5. Produksjon av et visningsvindu.

Et spesielt vindu må kuttes ut i motorhuset. Nå vil det være mulig å observere hvordan alle nodene til enheten fungerer.

Fase 6. Avslutning av terminaler.

Det er nødvendig å ta terminalene og fjerne plastisolasjonen fra dem. Ta deretter et bor og lag hull gjennom kantene på terminalene. Totalt må det bores tre terminaler. La de to terminalene ikke være boret.

Fase 7. Opprette gearing.

Som et materiale for fremstilling av spaker tas en kobbertråd, hvis diameter bare er 1,88 mm. Hvordan du bøyer strikkepinnene er verdt å ta en titt på Internett. Du kan ta ståltråd, bare med kobbertråd, det er mer praktisk å jobbe.

Fase 8. Produksjon av lagre.

For å lage lagrene trenger du to sykkelnippler. Hullens diameter må kontrolleres. Forfatteren boret gjennom dem med en to mm bor.

Fase 9. Montering av spaker og lagre.

Spakene kan stilles direkte gjennom visningsvinduet. Det ene tipset på ledningen skal være langt, svinghjulet vil ligge på det. Lagrene skal sitte godt på de rette stedene. Hvis det er lek, kan de limes på.

Trinn 10. Lag en fortrenger.

Displacer er laget av stålull for polering. For å lage forskyveren tas en ståltråd, det opprettes en krok på den, og deretter vikles en viss mengde bomullsull på ledningen. Forskyveren må være den samme i størrelse slik at den beveger seg stille i banken. Hele høyden på forskyvningen skal ikke være mer enn fem centimeter.

På slutten på den ene siden av ullen det er nødvendig å lage en spiral av wire slik at den ikke kommer ut av bomullen, og på den andre siden av ledningen lager vi en løkke. Så vil vi feste en fiskelinje til denne løkken, som deretter vil bli trukket gjennom den midtre delen av mellomgulvet. Vulkanisert gummi skal være i midten av beholderen.

Trinn 11. Produksjon av et trykkbeholder

Det er nødvendig å kutte bunnen av boksen på en viss måte, slik at det er et sted rundt 2,5 cm fra basen. Forskyveren sammen med mellomgulvet må flyttes til tanken. Etter dette overføres all denne mekanismen til enden av boksen. Membranen må trekkes littb slik at det ikke faller.

Da må du ta en terminal som ikke er boret og trekke en linje gjennom den. Knuten må limes slik at den ikke beveger seg. Ledningen må smøres med olje av høy kvalitet og samtidig sørge for at fortrenger lett strekker ut fiskelinjen.

Trinn 12. Produksjon av trykkstenger.

Disse spesielle koblingene forbinder mellomgulvet og spakene. Dette gjøres med et stykke kobbertråd som er femten cm lang.

Fase 13. Opprette og installere et svinghjul

For å lage et svinghjul, tar vi tre gamle CD-ROM-er. Ta en trestang som et senter. Etter å ha montert svinghjulet, vil vi bøye veivakselen, slik at svinghjulet ikke lenger faller av.

På det siste trinnet er hele mekanismen ferdig montert.

Siste trinn, lage en brannkasse

Så vi kom til det siste trinnet i å lage motoren.