Ett halvt sekel före tillkomsten av den första fungerande förbränningsmotorn (ICE) patenterade den skotske prästen Robert Stirling en värmemotor kallad "economizer". Denna händelse ägde rum i september 1816. I framtiden kallades denna uppfinning för att hedra sin författare Stirlingmotorn.
Vid sekelskiftet
Den nya motorn var ett stort genombrott inom dåtidens vetenskap och teknik. Den stod klart ut mot bakgrunden av andra termiska motorer, vilket är ganska naturligt, eftersom Stirling-motorn hade en högre prestandakoefficient (COP), var pålitlig och säker. Baserat på utvecklingen av Stirling skapades många motormodifieringar som framgångsrikt användes fram till början av 1900-talet.
Utseendet på förbränningsmotorn förändrade situationen dramatiskt. Termomotorer och Stirlingmotorn var bland annat sämre än förbränningsmotorer när det gäller specifik effekt, liksom i en rad andra indikatorer. Detta var den avgörande faktorn i "ekonomisörens" öde vid början av XIX-XX-talet.
Om enheten och funktionsprincipen
Stirlingmotorn är en värmemotor med sluten cykel och värmeenergi genereras inte av den, utan kommer från en extern källa. Denna designfunktion skiljer den från andra motorer.
Funktionsprincipen för Stirling-motorn är ganska enkel. Allt arbete görs genom att expandera gasen (luft, helium, väte) under inverkan av temperatur. Strukturellt ser det ut så här. Gasen inuti kammaren, under inverkan av en extern värmekälla, trycker på förskjutningskolven, som är på samma axel som arbetskolven. På grund av vevschemat säkerställs kolvarnas rörelse och deras återgång till sitt ursprungliga läge. I detta fall sjunker den uppvärmda luften, som passerar genom kylkammaren.
Det finns flera typer av värmemotorkonstruktioner som klassificeras som Stirlingmotorer. Dessa är alfa-, beta- och gammakonfigurationer. Däremot har andra typer av Stirling-motorer utvecklats som inte kan hänföras till någon av ovanstående kategorier.
Fördelar och nackdelar
Fördelarna med Stirling-motorer inkluderar enkel design, möjligheten att använda olika energikällor, effektivitet och lång livslängd. När det gäller bristerna är detta materialförbrukning, dimensioner. På grund av användningen av externa värmekällor försvinner en del av energin i värmeväxlarna, vilket minskar effektiviteten. För att uppnå en effekt som är jämförbar med en förbränningsmotor är det nödvändigt att inte använda luft, utan helium eller väte.
Våra dagar och framtidsutsikter
Förbränningsmotorer dominerade nästan hela 1900-talet, men vid sekelskiftet, när frågan om att spara resurser blev akut, mindes forskare och utvecklare Stirlingmotorer. Först och främst har de hittat sin tillämpning inom energisektorn. Till exempel i solkraftverk.
Nuförtiden har ubåtsutvecklare uppmärksammat Stirlingmotorer. Det är också planerat att använda dem inom astronautik. I synnerhet, i NASA:s planer på att skapa en beboelig bas på månen, är det tänkt att den ska använda en kärnreaktor och elektriska generatorer för att driva stationen, som kommer att driva Stirlingmotorer.