...
Hacki życiowe, przydatne wskazówki, zalecenia. Artykuły dla mężczyzn i kobiet. Piszemy o technologii i o wszystkim, co ciekawe.

Silnik Stirlinga – wczoraj, dziś, jutro

1

Pół wieku przed pojawieniem się pierwszego działającego silnika spalinowego (ICE) szkocki ksiądz Robert Stirling opatentował silnik cieplny zwany „ekonomizerem". Wydarzenie to miało miejsce we wrześniu 1816 r. W przyszłości ten wynalazek na cześć jego autora został nazwany silnikiem Stirlinga.

Na przełomie wieków

Nowy silnik był wielkim przełomem w nauce i technologii tamtych czasów. Wyraźnie wyróżniał się na tle innych silników termicznych, co jest całkiem naturalne, ponieważ silnik Stirlinga miał wyższy współczynnik wydajności (COP), był niezawodny i bezpieczny. W oparciu o rozwój Stirlinga stworzono wiele modyfikacji silnika, które z powodzeniem stosowano do początku XX wieku.

Pojawienie się silnika spalinowego diametralnie zmieniło sytuację. Silniki termiczne i silnik Stirlinga były między innymi gorsze od silników spalinowych pod względem mocy właściwej, a także wielu innych wskaźników. To zadecydowało o losach „ekonomizera” na przełomie XIX i XX wieku.

O urządzeniu i zasadzie działania

Silnik Stirlinga jest silnikiem cieplnym o obiegu zamkniętym, a energia cieplna nie jest przez niego generowana, ale pochodzi z zewnętrznego źródła. Ta cecha konstrukcyjna odróżnia go od innych silników.

Zasada działania silnika Stirlinga jest dość prosta. Cała praca odbywa się poprzez rozprężanie gazu (powietrze, hel, wodór) pod wpływem temperatury. Strukturalnie wygląda to tak. Gaz znajdujący się w komorze pod wpływem zewnętrznego źródła ciepła popycha tłok wypornika, który znajduje się na tej samej osi co tłok roboczy. Dzięki schematowi korby zapewniony jest ruch tłoków i ich powrót do pierwotnego położenia. W takim przypadku ogrzane powietrze przechodzące przez komorę chłodzącą opada.

Istnieje kilka rodzajów projektów silników cieplnych, które są klasyfikowane jako silniki Stirlinga. Są to konfiguracje alfa, beta i gamma. Jednak opracowano inne typy silników Stirlinga, których nie można przypisać do żadnej z powyższych kategorii.

Zalety i wady

Do zalet silników Stirlinga można zaliczyć prostotę konstrukcji, możliwość wykorzystania różnych źródeł energii, wydajność oraz długą żywotność. Jeśli chodzi o niedociągnięcia, jest to zużycie materiału, wymiary. Ze względu na zastosowanie zewnętrznych źródeł ciepła część energii jest rozpraszana w wymiennikach ciepła, co obniża sprawność. Aby osiągnąć moc porównywalną z silnikiem spalinowym, konieczne jest użycie nie powietrza, ale helu lub wodoru.

Nasze dni i perspektywy

Silniki spalinowe dominowały niemal przez cały XX wiek, ale na przełomie wieków, kiedy kwestia oszczędzania zasobów stała się paląca, naukowcy i konstruktorzy przypomnieli sobie silniki Stirlinga. Przede wszystkim znalazły zastosowanie w energetyce. Na przykład w elektrowniach słonecznych.

Obecnie konstruktorzy okrętów podwodnych zwrócili uwagę na silniki Stirlinga. Planowane jest również zastosowanie ich w astronautyce. W szczególności w planach NASA stworzenia na Księżycu bazy nadającej się do zamieszkania, ma ona wykorzystywać reaktor jądrowy i generatory elektryczne do zasilania stacji, która będzie napędzać silniki Stirlinga.

Ta strona korzysta z plików cookie, aby poprawić Twoje wrażenia. Zakładamy, że nie masz nic przeciwko, ale możesz zrezygnować, jeśli chcesz. Akceptuję Więcej szczegółów