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Motore Stirling: ieri, oggi, domani

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Mezzo secolo prima dell’avvento del primo motore a combustione interna funzionante (ICE), il sacerdote scozzese Robert Stirling brevettò un motore termico chiamato "economizzatore". Questo evento ebbe luogo nel settembre 1816. In futuro, questa invenzione in onore del suo autore fu chiamata motore Stirling.

Al cambio di secolo

Il nuovo motore è stato un importante passo avanti nella scienza e nella tecnologia del tempo. Si è distinto brillantemente sullo sfondo di altri motori termici, il che è del tutto naturale, perché il motore Stirling aveva un coefficiente di prestazione (COP) più elevato, era affidabile e sicuro. Sulla base degli sviluppi di Stirling, sono state create molte modifiche al motore che sono state utilizzate con successo fino all’inizio del XX secolo.

L’aspetto del motore a combustione interna ha cambiato radicalmente la situazione. I motori termici e il motore Stirling, tra le altre cose, erano inferiori ai motori a combustione interna in termini di potenza specifica, nonché in una serie di altri indicatori. Questo fu il fattore decisivo nel destino dell ‘"economizzatore" a cavallo tra il XIX e il XX secolo.

Informazioni sul dispositivo e sul principio di funzionamento

Il motore Stirling è un motore termico a ciclo chiuso e l’energia termica non viene generata da esso, ma proviene da una fonte esterna. Questa caratteristica del design lo distingue dagli altri motori.

Il principio di funzionamento del motore Stirling è abbastanza semplice. Tutto il lavoro viene svolto espandendo il gas (aria, elio, idrogeno) sotto l’influenza della temperatura. Strutturalmente, sembra così. Il gas all’interno della camera, sotto l’azione di una fonte di calore esterna, spinge il pistone dislocatore, che si trova sullo stesso asse del pistone di lavoro. Grazie allo schema a manovella, è assicurato il movimento dei pistoni e il loro ritorno nella posizione originale. In questo caso l’aria riscaldata, passando attraverso la camera di raffreddamento, scende.

Esistono diversi tipi di progetti di motori termici classificati come motori Stirling. Queste sono configurazioni alfa, beta e gamma. Tuttavia, sono stati sviluppati altri tipi di motori Stirling che non possono essere attribuiti a nessuna delle categorie di cui sopra.

Vantaggi e svantaggi

I vantaggi dei motori Stirling includono la semplicità del design, la possibilità di utilizzare varie fonti di energia, l’efficienza e una lunga durata. Per quanto riguarda le carenze, si tratta di consumo di materiale, dimensioni. A causa dell’utilizzo di fonti di riscaldamento esterne, parte dell’energia viene dissipata negli scambiatori di calore, il che riduce l’efficienza. Per ottenere una potenza paragonabile a quella di un motore a combustione interna, è necessario utilizzare non aria, ma elio o idrogeno.

I nostri giorni e le nostre prospettive

I motori a combustione interna hanno dominato quasi tutto il 20 ° secolo, ma all’inizio del secolo, quando la questione del risparmio delle risorse si è fatta acuta, scienziati e sviluppatori hanno ricordato i motori Stirling. Prima di tutto, hanno trovato la loro applicazione nel settore energetico. Ad esempio, nelle centrali solari.

Al giorno d’oggi, gli sviluppatori di sottomarini hanno prestato attenzione ai motori Stirling. Si prevede inoltre di utilizzarli in astronautica. In particolare, nei piani della NASA per creare una base abitabile sulla Luna, dovrebbe utilizzare un reattore nucleare e generatori elettrici per alimentare la stazione, che aziona i motori Stirling.

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