Ltd двигатели Стирлинга

Типы двигателя Стирлинга

Двигатель Стирлинга - это двигатель внешнего сгорания, который работает по циклу, многократно нагревая и охлаждая газ. Типы двигателей Стирлинга классифицируются в основном по их применению и конструктивным особенностям.

• По принципу работы

  Альфа-двигатель Стирлинга состоит из двух силовых цилиндров. Холодный цилиндр сжимает газ, а горячий цилиндр расширяет его. Альфы имеют простую конструкцию, и разницу температур легко достичь. Однако они полагаются на разделение фаз и сложные системы передачи, чтобы преобразовать расширение и сжатие газа в линейное движение.

• По способу нагрева

  Непрямой двигатель Стирлинга получает тепло непосредственно от горючего объекта. Теплообменник передает тепло рабочему газу. Непрямой тип имеет простую установку и высокий КПД, но ограничения по топливу могут его ограничивать. Солнечный двигатель Стирлинга использует концентратор и гелиостатическое зеркало для сбора солнечного тепла. Затем фокус нагревает двигатель. Поставка топлива не требуется, и достигается высокая эффективность. Однако зависимость от солнечной энергии требует особых участков и установок.

• По методу перемещения

  Обычный двигатель Стирлинга использует подвижный поршень для изменения объема камеры и давления газа. Бета-двигатель Стирлинга имеет два поршня в одном цилиндре. Силовой поршень совершает работу, а поршень-сместитель перемещает рабочий газ между горячим и холодным концами. Бета-двигатели имеют простую конструкцию и высокую эффективность, но требуют разделения фаз и сложных систем передачи, как у Альфа-двигателей.

• По давлению рабочего газа

  Низкотемпературный двигатель Стирлинга работает за счет использования разницы температур между горячей и холодной сторонами. Он может работать с относительно небольшой разницей температур, что делает его пригодным для использования низкосортных источников тепла, например, отходящего тепла от промышленных процессов или тепла окружающей среды.

Технические характеристики и обслуживание

Производительность двигателя в значительной степени зависит от конструкции двигателя Стирлинга. Это механически обработанные компоненты двигателя и его материальные характеристики.

• Материалы: Компоненты двигателя должны работать в зоне высоких температур, поэтому используются специальные материалы. Например, для силового поршня используется либо твердая сталь с керамическим покрытием, либо графит. Головка и регенератор требуют материалов, способных выдерживать высокую температуру. Обычно в этих деталях используется латунь или медь.
• Сборка: Компоненты двигателя Стирлинга должны быть точно выровнены, чтобы они вообще работали. При сборке двигателей Стирлинга детали должны быть собраны в своих назначенных местах. Прокладки, соединения и уплотнения обеспечивают отсутствие утечки газа из двигателя, что приводит к потере давления и снижению эффективности.
• Зазоры и посадка: Зазоры и посадка в двигателе Стирлинга с поршневым смещением имеют решающее значение для его правильной работы. Между поршнем и стенкой цилиндра должен быть небольшой зазор, чтобы газовая передача происходила адекватно без чрезмерного трения, генерирующего тепло. Зазор не должен быть ни слишком большим, ни слишком маленьким. Также известный как допуски, зазор должен быть спроектирован в соответствии с рабочей температурой двигателя.

Поскольку сгорания не происходит и трения очень мало, частое техническое обслуживание не требуется. Однако, чтобы продлить срок службы двигателя Стирлинга, требуется небольшое техническое обслуживание.

• Смазка: Регулярно смазывайте движущиеся части двигателя Стирлинга. Это включает в себя коленчатый вал, шатун, силовой поршень и любые подшипники, которые могут быть в нем.
• Чистка воздушных каналов: Двигатель Стирлинга работает за счет переноса горячего и холодного воздуха. Поэтому для эффективной работы необходимо использовать чистые каналы для воздушного потока.

Области применения двигателей Стирлинга

Двигатель Стирлинга работает по циклу Стирлинга, одному из замкнутых регенеративных газовых циклов. Двигатель не зависит от характеристик внутреннего сгорания многих типичных тепловых двигателей. В то же время, он имеет потенциал для использования различных источников тепла, которые другие двигатели или генераторы не могут использовать. Это делает машину очень универсальной, что позволяет использовать ее во многих отраслях, от космических исследований до возобновляемой энергетики.

Отрасли, непосредственно использующие двигатели Стирлинга в качестве основных движущих сил, мощности или функциональных частей, включают в себя:

• Солнечная энергетика: Двигатели напрямую используют концентрированное солнечное тепло для выработки электроэнергии. Источник, как правило, использует зеркальные установки для отражения солнечного света, который нагревает рабочий газ двигателя, заставляя его расширяться и приводить в движение поршень для выработки механической энергии, которая затем преобразуется в электрическую энергию.
• Утилизация тепла: Двигатель Стирлинга извлекает тепловую энергию из процессов и источников, где избыточное тепло теряется. Это включает в себя промышленные производственные процессы, нефтехимические заводы, электростанции и автомобильные двигатели. Извлеченное тепло будет затем перерабатываться двигателем Стирлинга для выработки дополнительной электроэнергии.
• Децентрализованная энергетика: В этом сценарии двигатель Стирлинга будет использовать небольшой радиоизотопный источник тепла для прямой подачи электроэнергии в отдаленных и суровых условиях, где доступность и наличие других источников энергии будет крайне ограничена. Типичные сценарии применения включают в себя миссии по исследованию космоса, космические аппараты с планетарными зондами, спутниковое позиционирование и работу на орбите, а также межпланетные путешествия между небесными телами Солнечной системы.
• Системы комбинированного производства тепла и электроэнергии (CHP): Двигатель Стирлинга здесь выполняет роль преобразования тепловой энергии, производимой промышленными процессами или сжиганием биомассы, в электроэнергию. Электроэнергия затем подается в местную электросеть для поставки и использования.

Другие косвенные, но неотъемлемые отрасли вторичного значения для двигателя Стирлинга, которые поддерживают и облегчают его использование за счет поставок и обслуживания, включают в себя:

• Инженерные работы и производство: Инженерные работы и производство двигателей Стирлинга в соответствии с различными требованиями спецификаций для ключевых сценариев применения и условий использования имеют очень важное значение для эффективного и успешного использования двигателя Стирлинга в различных отраслях. Такие критически важные и важные двигатели, выполняющие свою роль, как правило, включают в себя модели с определенными характеристиками производительности, которые позволяют им удовлетворять конкретные потребности и требования, соответствующие конкретным сценариям применения. Кроме того, эти двигатели могут включать в себя дополнительные функции и возможности, включенные в них, которые позволили бы двигателю Стирлинга поддерживать и облегчать другие передовые технологии и системы. Например, двигатели Стирлинга, используемые вместе с солнечным концентратором, будут иметь возможность быть непосредственно соединенными с солнечным концентратором, чтобы позволить прямое преобразование солнечной тепловой энергии в механическую энергию, которая затем будет преобразована в электрическую энергию с помощью генератора, таким образом завершая процесс преобразования солнечной энергии в электрическую энергию.
• Научные исследования и разработки (НИОКР): Исследовательские и опытно-конструкторские работы по этому необычному тепловому двигателю продолжают получать ценные знания и результаты, которые предоставляют отраслевым игрокам и предприятиям возможности дальнейшего повышения возможностей двигателя Стирлинга на всех уровнях и звеньях, от его фундаментальных принципов работы до лежащих в основе теоретических научных концепций, технологических чудес и инженерных практик, которые делают его возможным существовать и функционировать как независимый тепловой двигатель в огромной сфере других тепловых двигателей.

Как выбрать двигатели Стирлинга

При выборе двигателей Стирлинга для продажи важно учитывать факторы, которые люди обычно используют для их выбора, если бы они были покупателями.

• Применение: Тип применения, для которого будет использоваться двигатель, определит, какой тип двигателя необходимо закупить. Если двигатель предназначен для крупномасштабной выработки электроэнергии, Discover Innovative Power Sources может быть идеальным выбором. И наоборот, Solar Hot Air Stirling Engine отлично подойдет для образовательных целей.
• Эффективность: При выборе двигателя Стирлинга следует учитывать его эффективность преобразования тепла в механическую энергию. Более эффективные двигатели обеспечат лучшую производительность и рентабельность.
• Размер/Мощность: Учтите размер и выходную мощность двигателя Стирлинга. Размеры и мощность, которые он производит, должны быть подходящими для предполагаемого использования или проекта.
• Конструкция: Следует изучить конструкцию двигателя Стирлинга, включая материалы его изготовления и качество. Хорошо построенный двигатель из прочных материалов обеспечит надежность и долговечность.
• Модульность: Модульные двигатели обеспечивают большую гибкость в настройке и масштабировании. Они позволяют легко интегрировать и модернизировать систему для удовлетворения меняющихся потребностей.
• Простота использования: Простота использования относится к тому, насколько удобен двигатель в использовании с точки зрения установки, эксплуатации, обслуживания и доступности поддержки. Двигатели, которые легко использовать, могут сэкономить время и усилия во время реализации и обслуживания.
• Стоимость: Необходимо оценить такие факторы, как первоначальные инвестиции, эксплуатационные расходы и потенциальную экономию от повышения эффективности, чтобы определить двигатель Стирлинга, который предлагает наилучшую ценность.

Это не исчерпывающий список факторов, которые можно учитывать при выборе двигателя Стирлинга, но он выделяет некоторые из важных аспектов, которые люди обычно учитывают при совершении покупки. Другие могут включать время доставки, минимальный объем заказа и т. д.

В&О

В: Как работает двигатель Стирлинга?

О: Двигатель Стирлинга работает за счет нагрева и охлаждения рабочего газа, чтобы перемещать поршень, который вращает маховик и генерирует мощность. Двигатели Стирлинга имеют несколько компонентов, таких как силовой поршень, поршень-сместитель, регенератор, коленчатый вал, маховик, нагреватель, охладитель и рабочий газ. Во время своего цикла регенератор накапливает тепло рабочего газа, пока он проходит через нагреватель и охладитель. Силовой поршень и поршень-сместитель перемещаются под действием зоны высокого давления газа. Изменение давления внутри двигателя, вызванное нагревом и охлаждением газа, приводит в движение коленчатый вал для выработки мощности.

В: Каковы преимущества двигателя Стирлинга?

О: Двигатель Стирлинга имеет ряд преимуществ. Он более эффективен, чем двигатели внутреннего сгорания, и работает бесшумно. Двигатели Стирлинга могут использовать любой источник тепла, такой как солнечная энергия, электричество, химические вещества, природный газ и даже окружающая температура. Эта гибкость делает их подходящими для широкого спектра применений. Двигатели Стирлинга также имеют упрощенную конструкцию, что облегчает их производство. Кроме того, благодаря своему замкнутому циклу двигатель Стирлинга будет иметь более длительный срок службы. Перемещение и давление внутри двигателя приводят к тому, что двигатель Стирлинга имеет меньше износа по сравнению с двигателями внутреннего сгорания, использующими постоянный контакт и трение для выработки мощности.

В: Каковы ограничения двигателя Стирлинга?

О: Двигатель Стирлинга также имеет некоторые ограничения. Первоначальная стоимость двигателя может быть высокой из-за его сложного производственного процесса. Хотя конструкция двигателя Стирлинга упрощает производство многих его внутренних частей, производство некоторых компонентов по-прежнему требует передовых технологий и квалифицированной рабочей силы. Время отклика двигателя Стирлинга медленнее, чем у двигателя внутреннего сгорания, что делает его непригодным для использования в качестве единственного двигателя в автомобиле.