热声机斯特林发动机不活塞

斯特林发动机发动机,与一个外部供应的热量。 外部的热量供应是非常方便的时候要用作热源,不用化石燃料。 例如,可以使用太阳能、地热能源的热量从⑷各种企业。
 






一个很好的特性的斯特林循环的是,其效率等于效率的卡诺期[1]. 当然真正的斯特林发动机效率是低的,并且常常多。 斯特林发动机开始了它的存在与设备,有许多运动部件,例如活塞杆的曲轴、轴承。 此外,还发电机的转子是纺(图1)。
 






图1–阿尔法斯特林发动机的类型

查看阿尔法斯特林发动机的类型。 当轴转动活塞的开始,以提炼的天然气从冷热气缸,相反,从热冷。 但他们不只是蒸馏水,而且压缩和扩大。 进行热力循环。 你可以想象的图片,当轴旋转让轴线上都安装了连接杆将在顶部,它将时刻的最大压缩气体的、及时的底部,扩展。 但是这不是真的因热膨胀和收缩气体,但大约所有的都一样。

心脏的动机是所谓的核心,其中包括两个热交换器–冷热水和中间有一个再生器。 热交换器,通常由板,并且再生器最经常的是一堆金属形成网。 为什么是必要的清除热交换器加热和冷却气体,以及为什么你需要一个再生吗? 一个再生存的热蓄积。 当热气移动的寒冷一侧,它加热器和再生器储存的热能源。 当气体从冷热侧,冷气被加热器,因此它的温暖没有一个再生能已经进入加热的环境下,它保存。 所以,可再生是非常必要的事情。 一个良好的再生的增加的效率的引擎大约3.6倍。

爱好者,他梦想建立一个类似的引擎你自己,你想跟更多的有关热交换器。 大多数自制的斯特林发动机,那些我已经看到没有的热交换器(我说的是发动机的阿尔法型)。 热交换器本身是活塞和汽缸。 一个圆柱体加热的,其他的冷却。 热交换的表面面积与气体接触是相当小的。 因此,有可能显着增加引擎功率放在门口缸热交换器。 甚至在图1中,火焰是针对直到缸的工厂发动机是不相当如此。

回来的历史特林发动机。 因此,我们的引擎很大程度上良好的,但存在的活塞环油和轴承降低了生命的引擎和工程师认为对于如何改进它,并且来到了。

在1969年,威廉*培尔调查的共振效果在发动机和后来能够让发动机,并不需要无论是连接杆也不曲轴。 同步的活塞的原因是共振效果。 这种类型的引擎被称为自由活塞发动机(图2)。
 






图2–自由活塞斯特林发动机

图2显示了一个免费的活塞发动机测试的类型。 这里的气体转移从热点区域的寒冷并且反之亦然,由于置换器(其中自由移动),以及工作活塞进行有益的工作。 换器和塞振荡圈-春季,你能看见在右侧。 困难的是,他们的波动应该以相同的频率和相差90度以及它所有的感谢的共振效果。 让它非常困难的。

因此,数量的零件减少,但是收紧的要求为准确的计算和工艺。 但是发动机的可靠性无疑增加了,特别是在建筑其中的置换器的活塞和柔性薄膜。 在这种情况下,发动机的一般没有摩擦的部分。 电力,如果需要,如发动机的可以切除一个线性发生器。

但这个工程师是不够的,他们开始寻找方法摆脱不仅仅是从摩擦部分,但在一般情况下自动的部分。 他们找到了一种方法。

在七十年代20世纪彼得Ceperly意识到,正弦压力和气体的速度在斯特林发动机,而事实上,这些振荡相,令人难以置信的强烈让人联想到的压力波动和气流速度在行声波波(图。3款)。






图3—图的压力和速度行驶的声波因为时间函数。 它显示波动的压力和速度都是在相。

这个想法来Ceperly不是巧合,因为它是一个很大的研究领域的termoacustici,例如,耶和华雷利于1884年的定性描述这种现象。

因此,建议选择的活塞和浮筒,以及只使用声波来控制压力和天然气的流动。 这给引擎没有移动部件和理论上能够实现效率的斯特林循环,因此,卡诺的。 在现实中,最好的绩效为40-50%的效率卡诺周期(图4)。






图4–图的热声引擎行波

你可以看到,热声引擎行波是完全一样的分构成的热交换器和再生的,但不是活塞和连接杆在这里,只是一个循环管,这就是所谓的谐振器。 但这是如何发动机的工作原理,如果没有移动部件? 怎么可能?

来开始回答问题,那里的声音吗? 答案是它的产生是由其自身的时候遇到足够的温度之间的差异的两个热交换器。 温度梯度再生让你来增强声音的振动,但只有一个特定的波长等于长度的谐振器。 从一开始,这个过程看起来像:当热热交换器有微的声音,可能是噼里啪啦的热变形,这是不可避免的。 这些噪音是噪声具有宽频率范围内。 出来的这种丰富的频谱的声音频率,对引擎开始放大声音波动的,波长等于管道的长度的谐振器。 无论多么小的初始振荡,这将增强以可能的最大值。 最大量的声音里发动机发生时能力的声音放大的帮助热交换器等的电力损失,即权力的衰减的声音的振动。 和最高值,有时达到极大的数量在160分贝。 所以内部这样的发动机真的响亮。 幸运的是,声音的输出可以不离开,因为谐振器是密封的,并在此,旁边站着的一运行的发动机,其几乎听不见。

增益的一特定频率的声音是由于同样的热力循环–Stirling循环,这是进行中的再生器。



图5级循环约和简单的。

我写在热声发动机在所有没有移动部件,它不仅产生的声波的内部本身,但不幸的是,与没有移动部件,以移除电动机是不可能的。

通常提取能量从热声发动机的线性发生器。 弹性膜振荡的压力下声波强度高。 内部铜线圈的一个核心安装在振动的薄膜的磁铁。 产生的电力。

在2014年基斯德勃洛克,帕维尔Owczarek和莫里斯*弗朗索瓦*从企业,Aster热声表明,转换能源的声音波转换成电力、适当的双向的脉冲涡轮机相连的发电机。



图6–图的冲动涡轮机

冲动涡轮旋转向同一方向不管的流动方向。 图6所示意表示子叶片上的边和叶片子中间。
和那轮机看看他们在现实中:



图7–外部视图的双向的冲动力涡轮机

预计,使用涡轮机,而不是直线发生器将大大降低建筑成本以及将增加的能力的设备的能力的一个典型的热电联产电厂,这是不可能的线性发生器。 出版

 

P.S.记住,仅仅通过改变他们的消费—我们一起改变世界了。 ©

资料来源:geektimes.ru/post/287578/

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