Stirlingov motor, nekoć poznat, dugo je bio zaboravljen zbog raširene uporabe drugog motora (unutarnjeg izgaranja). Ali danas sve više slušamo o njemu. Možda ima priliku postati popularniji i pronaći svoje mjesto u novoj modifikaciji u suvremenom svijetu?
Priča
Stirlingov motor je toplinski motor koji je izumljen početkom devetnaestog stoljeća. Autor je, kao što znate, bio izvjesni Stirling po imenu Robert, svećenik iz Škotske. Uređaj je motor s vanjskim izgaranjem, gdje se tijelo kreće u zatvorenom spremniku, stalno mijenjajući svoju temperaturu.
Zbog širenja druge vrste motora gotovo je zaboravljen. Ipak, zahvaljujući svojim prednostima, danas se Stirlingov motor (mnogi amateri ga grade kod kuće vlastitim rukama) ponovno vratio.
Glavna razlika od motora s unutarnjim izgaranjem je u tome što toplinska energija dolazi izvana, a ne stvara se u samom motoru, kao u motoru s unutarnjim izgaranjem.
Princip rada
Možete zamisliti zatvoreni volumen zraka zatvoren u kućište koje ima membranu, odnosno klip. Kada se tijelo zagrije, zrak se širi i obavlja rad, čime se klip izvija. Zatim dolazi do hlađenja i ponovno se savija. Ovo je ciklus mehanizma.
Nije ni čudo da se mnogi termoakustični Stirling motori sami izrađuju kod kuće. Alati i materijali za to zahtijevaju minimum koji svatko ima u svom domu. Pogledajmo na dva različita načina kako je lako stvoriti.
Radni materijali
Da biste vlastitim rukama napravili Stirlingov motor, trebat će vam sljedeći materijali:
- kositar;
- čelični krak;
- mjedena cijev;
- pila za metal;
- datoteka;
- drveni stalak;
- škare za metal;
- detalji pričvršćivača;
- lemilica;
- lemljenje;
- lem;
- mašina.
to je sve. Ostalo je stvar jednostavne tehnike.
Kako to učiniti
Od kositra se priprema ložište i dva cilindra za bazu, od kojih će se sastojati Stirlingov motor, izrađen ručno. Dimenzije se odabiru samostalno, uzimajući u obzir svrhe za koje je ovaj uređaj namijenjen. Pretpostavimo da se motor proizvodi u demonstracijske svrhe. Tada će zahvat glavnog cilindra biti od dvadeset do dvadeset pet centimetara, ne više. Ostali dijelovi bi se trebali uklopiti s njim.
Na vrhu cilindra za pomicanje klipa izrađuju se dvije izbočine i rupe promjera četiri do pet milimetara. Elementi će služiti kao ležajevi za mjesto uređaja radilice.
Zatim se izrađuje radno tijelo motora (postat će obična voda). Na cilindar su zalemljeni limeni krugovi koji se smotaju u cijev. U njima se izrađuju rupe i ubacuju mjedene cijevi duljine od dvadeset pet do trideset pet centimetara i promjera četiri do pet milimetara. Na kraju provjeravaju koliko je komora postala zbijena tako da je napune vodom.
Sljedeći red dolazi na displacer. Za proizvodnju se od drveta uzima praznina. Na stroju postižu da ima oblik običnog cilindra. Pomak treba biti nešto manji od promjera cilindra. Optimalna visina se odabire nakon što je Stirlingov motor izrađen ručno. Stoga bi u ovoj fazi duljina trebala pretpostaviti neku marginu.
Žbica je pretvorena u šipku cilindra. U sredini drvene posude napravite rupu prikladnu za stabljiku, umetnite je. U gornjem dijelu šipke potrebno je predvidjeti mjesto za uređaj klipnjače.
Zatim uzimaju bakrene cijevi duge četiri i pol centimetra i promjera dva i pol centimetra. Na cilindar je zalemljen krug od kositra. Na stranama na zidovima napravljena je rupa za komunikaciju spremnika s cilindrom.
Klip se također podešava na tokarskom stroju na promjer velikog cilindra iznutra. Na vrhu je šipka spojena na šarke.
Montaža je završena i mehanizam je podešen. Da biste to učinili, klip se umetne u veći cilindar, a potonji je spojen na drugi manji cilindar.
Na velikom cilindru izgrađen je mehanizam radilice. Popravite dio motora lemilom. Glavni dijelovi su pričvršćeni na drvenu podlogu.
Cilindar se napuni vodom, a ispod dna se stavi svijeća. Stirlingov motor, izrađen ručno od početka do kraja, provjerava se na performanse.
Drugi način: materijali
Motor se može napraviti i na drugi način. Za to će vam trebati sljedeći materijali:
- kositar;
- pjenasta guma;
- Spajalice;
- diskovi;
- dva vijka.
Kako to učiniti
Pjenasta guma se vrlo često koristi za izradu jednostavnog, ne snažnog Stirling motora kod kuće vlastitim rukama. Od njega se priprema potisnik za motor. Izrežite krug od pjene. Promjer bi trebao biti nešto manji od promjera limenke, a visina nešto veća od polovice.
U sredini poklopca napravljena je rupa za buduću klipnjaču. Da bi to išlo glatko, spajalica se zamota u spiralu i zalemi na poklopac.
Krug od pjene u sredini probušen je tankom žicom s vijkom i pričvršćen na vrhu podloškom. Zatim spojite komad spajalice lemljenjem.
Izmjenjivač se gurne u otvor na poklopcu i staklenka se spaja s poklopcem lemljenjem za brtvljenje. Na spajalici se napravi mala omča, a na poklopcu se napravi još jedna, veća rupa.
Limeni lim se umota u cilindar i zalemi, a zatim pričvrsti na limenku tako da uopće nema praznina.
Spajalica je pretvorena u radilicu. Razmak bi trebao biti točno devedeset stupnjeva. Koljeno iznad cilindra napravljeno je nešto veće od drugog.
Preostale spajalice za papir pretvaraju se u stalke za osovinu. Membrana je izrađena na sljedeći način: cilindar je omotan polietilenskom folijom, pritisnut i pričvršćen navojem.
Klipnjača je izrađena od spajalice, koja je umetnuta u komad gume, a gotovi dio pričvršćen je na membranu. Duljina klipnjače izvedena je tako da se na donjoj točki osovine membrana uvuče u cilindar, a na najvišoj točki produži. Drugi dio klipnjače izrađuje se na isti način.
Zatim se jedan lijepi na membranu, a drugi na displacer.
Noge za limenke također se mogu napraviti od spajalica i zalemiti. Za radilicu se koristi CD.
Ovdje je cijeli mehanizam. Ostaje samo zamijeniti i zapaliti svijeću ispod nje, a zatim gurnuti kroz zamašnjak.
Zaključak
Takav je niskotemperaturni Stirlingov motor (izgrađen vlastitim rukama). Naravno, u industrijskoj mjeri takvi se uređaji proizvode na potpuno drugačiji način. Međutim, princip ostaje isti: volumen zraka se zagrijava, a zatim hladi. I to se stalno ponavlja.
Na kraju pogledajte ove crteže Stirlingovog motora (možete to učiniti sami bez posebnih vještina). Možda ste već zapalili ideju, a želite napraviti nešto slično?
Poznati Stirlingov motor može se izraditi neovisno od improviziranih materijala. Svaki izvor topline u ovom dizajnu može vam dati energiju na izlazu iz uređaja.
materijala
Za izradu Stirling motora vlastitim rukama trebat će vam:
- CD - disk;
- plastični držač ispod CD-a;
- aluminijski lim dimenzija 25 x 13 cm;
- epoksidna smola;
- žica;
- 7" PVC cijev;
- stiropor;
- bakrena cijev ¾ inča;
- ljepljiva traka;
- termalni pištolj i vruće ljepilo;
- pila za metal;
- bušilica;
- rezači žice;
- ubodna pila;
- kompas.
Korak 1. Potrebno je odrezati dio strukture od držača CD-a. Rezultat bi trebao biti krug bez dna i vrha s glatkim rubovima. Visina - oko 4 cm.
Korak 2. Upotrijebite šestar za mjerenje promjera rezultirajućeg kruga. Prebacite ga u pjenu. Napravite dva kruga. Obavezno označite centar. Izbrusite krugove ubodnom pilom. Zalijepite ih. Za jasno uklapanje u krug, zalijepite vanjski rub ljepljivom trakom.
Korak 3. Od aluminijskih limova izrežite krugove promjera opsega CD držača. Trebala bi biti dva.
4. korak. Točno na sredini gornjeg aluminijskog lima izbušite rupu u koju će ući žica. Da bi se žica kretala ravno, kako nam je potrebno, zavarite komad cijevi pod kutom, kao što je prikazano na fotografiji. U njegovom cilindru napravite još jednu rupu za žicu. Uzmite samu žicu koja će držati klip, provjerite može li se kretati kroz ove rupe, ali u isto vrijeme postoji i zategnutost.
Bliže rubu gornjeg poklopca izbušite još jednu rupu promjera jednakog komadu postojeće metalne cijevi.
Korak 5. Sada morate napraviti klip. Da biste to učinili, uzmite komad metalne cijevi, koji će zatim ući u ovaj dizajn. Isperite ga i stavite na poklopac obložen komadom plastične vrećice. Podmažite unutrašnjost cijevi i samu vrećicu uljem. Nakon toga, ulijte u dobiveni kalup, zagrijani epoksid. Trebalo bi biti toplo, a ne vruće. Kako se silom učvršćuje, morat ćete istisnuti naučeni klip. Od žice oblikujte udicu. Izbušite rupu u komadu epoksida i umetnite ovu žicu u nju. Klip je spreman.
Korak 6. Dio konstrukcije treba sastaviti. Zalijepite dno strukture vrućim ljepilom. Također napravite još nekoliko žičanih udica. Izrežite kuku, koja će se nalaziti u sredini cijele strukture. Zapečatite krajeve kuka epoksidom.
Korak 7. Pričvrstite cijev na aluminijski gornji lim. Podmažite ga, umetnite klip. Izradite raspored pokretnog dijela konstrukcije. Da biste to učinili, jednostavno pričvrstite papir i napravite osnovne oznake. Savijte žicu prema nacrtanom rasporedu.
Korak 8. Izbušite rupu u kukama, nešto veću od glavne žice.
Korak 9. Prerežite PVC cijev na pola i pričvrstite je na aluminijsku podlogu vrućim ljepilom. Napravite rupe u cijevi u koju stavljate žičanu radilicu. Pričvrstite poklopac od plastične posude ili CD na drugi kraj osovine. Moraju se rotirati.
Zdravo! Danas vam želim skrenuti pozornost na domaći motor koji pretvara bilo koju temperaturnu razliku u mehanički rad:
Stirlingov motor- toplinski stroj u kojem se tekući ili plinoviti radni fluid kreće u zatvorenom volumenu, vrsta motora s vanjskim izgaranjem. Temelji se na periodičnom zagrijavanju i hlađenju radnog fluida uz izvlačenje energije iz nastale promjene volumena radnog fluida. Može raditi ne samo od izgaranja goriva, već i od bilo kojeg izvora topline.
Predstavljam Vašoj pozornosti moj motor, napravljen od slika s interneta:
Vidjevši ovo čudo, poželio sam ga napraviti)) Štoviše, na internetu je bilo mnogo crteža i dizajna motora. Odmah ću reći: to nije teško učiniti, ali je malo problematično prilagoditi i postići normalan rad. Tek treći put mi je uspjelo dobro (nadam se da nećete tako patiti)))).
Princip rada Stirlingovog motora:
Sve je napravljeno od materijala dostupnih svakom mozgu:
Pa, kako bez veličina)))
Okvir motora izrađen je od žice od spajalica. Sve fiksne žičane veze su zalemljene()
Displacer (disk koji pokreće zrak unutar motora) izrađen je od papira za crtanje i zalijepljen superljepilom (iznutra je šuplji):
Što je manji razmak između poklopaca i potisnika u gornjem i donjem položaju, to je veća učinkovitost motora.
Šipka potisnika izrađena je od slijepe zakovice (izrada: pažljivo izvucite unutarnji dio i po potrebi ga očistite brusnim papirom bez brusnog papira; vanjski dio zalijepite na gornji "hladni" poklopac s poklopcem prema unutra). Ali ova opcija ima nedostatak - nema potpune nepropusnosti i malo je trenja, iako će kap motornog ulja pomoći da ga se riješite.
Klipni cilindar - vrat iz obične plastične boce:
Kućište klipa izrađeno je od medicinske rukavice i učvršćeno navojem, koji se nakon namotavanja mora za pouzdanost impregnirati superljepilom. U sredini kućišta zalijepljen je disk od nekoliko slojeva kartona na koji je pričvršćena klipnjača.
Radilica je izrađena od istih spajalica za papir kao i cijeli okvir motora. kut između koljena klipa i potisnika je 90 stupnjeva. Radni hod potisnika je 5 mm; klip - 8mm.
Zamašnjak - sastoji se od dva CD diska koji su zalijepljeni na kartonski cilindar i nasađeni na osovinu radilice.
Dakle, prestanite pričati gluposti, predstavljam vam video o radu motora:
Poteškoće koje sam imao uglavnom su bile posljedica pretjeranog trenja i nedostatka točnih dimenzija konstrukcije. u prvom slučaju, kap motornog ulja i poravnanje radilice ispravili su situaciju, a zatim u drugom, morali ste se osloniti na intuiciju))) Ali kao što vidite, sve se pokazalo (iako sam potpuno prepravio motor 3 puta) )))
Ako imate bilo kakvih pitanja - napišite u komentarima, riješit ćemo)))
Hvala na pažnji)))
|
Objašnjenje rada Stirlingovog motora.
|
|
Počinjemo označavanjem zamašnjaka.
|
|
Propalo je šest rupa. Ispada da nije lijepo, rupe su male, a tijelo između njih je tanko.
|
|
Kao prvo, oštrimo protuutege za radilicu. Ležajevi se utiskuju. Zatim se ležajevi istiskuju i na njihovo mjesto se urezuje navoj u M3.
|
|
Ja sam glodao ali možete i turpijati.
|
|
Ovo je dio štapa. Ostalo je zalemljeno PSR-om.
|
|
Rad razvrtača na brtvenoj podloški.
|
|
Stirlingovo bušenje. Rupa koja spaja istiskivač s radnim cilindrom. Bušilica za 4.8 navoj na M6. Tada se mora ušutkati.
|
|
Bušenje čahure radnog cilindra, ispod razvoja.
|
|
Bušenje za narezivanje navoja na M4.
|
|
Kako je to učinjeno.
|
|
Dimenzije su date s obzirom na prerađenu.Izrađena su dva para cilindar-klip 10mm. i 15 mm. Oba su testirana.Ako staviš cilindar na 15mm. tada će hod klipa biti 11-12mm. i ne radi. A ovdje je 10 mm. s hodom od 24 mm. taman.
|
|
Dimenzije klipnjača.Na njih je zalemljena mesingana žica F3mm.
|
|
Montažni sklop klipnjače Opcija ležaja nije uspjela. Kada je klipnjača zategnuta, ležaj se deformira i stvara dodatno trenje. Umjesto ležaja napravio sam Al. čahura s vijkom.
|
|
Dimenzije nekih dijelova.
|
|
Neke veličine zamašnjaka.
|
|
Neke dimenzije su kako se montirati na osovinu i zglobove.
|
|
Između hladnjaka i plamene komore stavljamo azbestnu brtvu za 2-3 mm. Ispod vijaka koji zatežu oba dijela poželjno je staviti paronitne brtve ili nešto što slabije provodi toplinu.
|
|
Displacer je srce Stirlinga, trebao bi biti lagan i provoditi malo topline. Dionica je preuzeta s istog starog tvrdog diska. Ovo je jedna od vodilica linearnog motora.Vrlo prikladna, kaljena, kromirana. Kako bih prerezao konac, sredinu sam omotala natopljenom krpom, a krajeve zagrijala do crvene boje.
|
|
Klipnjača s radnim cilindrom. Ukupna dužina 108 mm. Od toga 32mm je klip promjera 10mm.Klip bi trebao ući u cilindar lako,bez opipljivih ogrebotina.Za provjeru dobro ga zatvorite prstom odozdo,a ubacite klip odozgo,treba biti vrlo polako pušten dolje.
|
|
Planirao sam to učiniti, ali sam u procesu napravio promjene. Kako bismo saznali hod radnog cilindra, pomaknemo istisnik u rashladnu komoru i povučemo radni cilindar 25 mm. Naglo gurnemo potisnik, a koliko će se radni cilindar pomaknuti je njegov hod.Ova veličina igra vrlo važnu ulogu.
|
|
Pogled na radni cilindar. Dužina klipnjače 83 mm. Hod 24 mm. Ručni kotač je pričvršćen na osovinu vijkom M4. Na fotografiji se vidi njegova glava. I na taj način je pričvršćena i protuuteg klipnjače potisnika.
|
|
Pogled na klipnjaču potisnika.Ukupna dužina s potisnikom 214mm. Dužina klipnjače 75 mm. Hod 24 mm. Obratite pažnju na utor u obliku slova U na zamašnjaku.Napravljen je za odvod snage.Ideja je bila ili generator ili remen na ventilatoru hladnjaka. Gornji dio je jednostrano glodan do dubine 7mm i dužine 32mm.Središte ležaja od dna je 55mm. Odozdo je pričvršćen s dva vijka na M4.Razmak između središta stupova je 126mm.
|
|
Pogled na plameničku komoru i hladnjak Kućište motora je utisnuto u pilon.Dimenzije pilona su 47x25x15,udubljenje za slijetanje 12mm.Pričvršćuje se na donji dio daske sa dva M4 vijka.
|
|
Lampada 40 mm. u promjeru visine 35 mm. Produbljen u osovinu za 8 mm. Na dnu je matica M4 zalemljena u sredini i pričvršćena vijkom odozdo.
|
|
Završen izgled. Baza hrast 300x150x15mm.
|
|
Natpisna pločica.
|
Dugo sam tražio radni sklop. Našao sam ga, ali to je uvijek bilo povezano s činjenicom da je bilo problema ili s opremom ili s materijalom.Odlučio sam ga napraviti kao samostrel. Nakon što sam pogledao mnoge opcije i pitao se što imam na raspolaganju i što mogu sam napraviti na vlastitoj opremi. Nisu mi se svidjele dimenzije koje sam shvatio odmah kada je uređaj sastavljen. Pokazalo se da je preširok. Morao sam skratiti ležište cilindra. I staviti zamašnjak na jedan ležaj (na jedan pilon).Materijali zamašnjak, klipnjače, protuuteg, brtvena podloška, lampa i radni cilindar su bronca.Piloni, radni klip, ležište cilindra, hladnjak i podloška sa navojem iz plamene komore aluminij, čelik, plamenička komora od nehrđajućeg čelika, izmjenjivača grafita. A što se dogodilo, izložio sam na vidjelo, ti budi sudac.
Stirlingov motor je motor koji može raditi na toplinsku energiju. U ovom slučaju, izvor topline apsolutno nije važan. Glavna stvar je da postoji temperaturna razlika, u tom slučaju će ovaj motor raditi. Autor je smislio kako napraviti model takvog motora od limenke Coca-Cole.
Materijali i alati
- jedan balon;
- 3 limenke kole;
- električni terminali, pet komada (za 5A);
- bradavice za pričvršćivanje žbica za bicikl (2 komada);
- metalna vuna;
- komad čelične žice dužine 30 cm i poprečnog presjeka 1 mm;
- komad debele žice od čelika ili bakra promjera od 1,6 do 2 mm;
- igla od drveta promjera 20 mm (duljina 1 cm);
- čep za bocu (plastični);
- električno ožičenje (30 cm);
- Super ljepilo;
- vulkanizirana guma (oko 2 četvorna centimetra);
- konopac (duljina oko 30 cm);
- par utega za balansiranje (na primjer, nikal);
- CD-i (3 komada);
- igle;
- druga limena limenka za izradu ložišta;
- silikon otporan na toplinu i limenka za hlađenje vodom.
Prvi korak. Priprema staklenki
Prije svega, trebate uzeti dvije staklenke i odrezati im vrhove. Ako su vrhovi izrezani škarama, rezultirajuće zareze trebat će brusiti turpijom.
Zatim morate izrezati dno staklenke. To se može učiniti nožem.
Drugi korak. Stvaranje otvora blende
Kao dijafragmu autor je koristio balon koji je bio ojačan vulkaniziranom gumom. Kuglica se mora izrezati i povući preko staklenke, kao što je prikazano na slici. Zatim se komad vulkanizirane gume zalijepi na središte dijafragme. Nakon što se ljepilo stvrdne, u središtu dijafragme se probija rupa za ugradnju žice. Najlakši način za to je utikač, koji se može ostaviti u rupi do montaže.
Treći korak. Rezanje i stvaranje rupa na poklopcu
U zidovima poklopca morate izbušiti dvije rupe od po 2 mm, potrebne su za ugradnju osovine zakretanja poluga. Na dnu poklopca mora se izbušiti još jedna rupa, kroz nju će proći žica koja će se spojiti na istisnik.
U završnoj fazi, poklopac se mora rezati kao što je prikazano na slici. To je učinjeno tako da se žica izmjenjivača ne prilijepi za rubove poklopca. Za takav rad prikladne su pomoćne škare.
Četvrti korak. Bušenje
U tegli morate izbušiti dvije rupe za ležajeve. U ovom slučaju to je učinjeno svrdlom od 3,5 mm.
Korak peti. Izrada prozora za gledanje
Prozor za gledanje mora biti izrezan u kućište motora. Sada će biti moguće promatrati kako funkcioniraju svi čvorovi uređaja.
Šesti korak. Izmjena terminala
Morate uzeti terminale i ukloniti plastičnu izolaciju s njih. Zatim se uzima bušilica, a na rubovima terminala izrađuju se prolazne rupe. Ukupno trebate izbušiti 3 terminala, dok bi dva trebala ostati neizbušena.
Korak sedam. Stvaranje poluge
Kao materijal za izradu poluga koristi se bakrena žica čiji je promjer 1,88 mm. Kako točno savijati igle za pletenje prikazano je na slikama. Možete koristiti i čeličnu žicu, samo je ugodnije raditi s bakrenom žicom.
Korak osam. Izrada ležajeva
Za izradu ležajeva trebat će vam dvije bradavice za bicikl. Potrebno je provjeriti promjer rupe. Autor ih je izbušio svrdlom od 2 mm.
Korak deveti. Ugradnja poluga i ležajeva
Poluge se mogu ugraditi izravno kroz prozorčić za gledanje. Jedan kraj žice trebao bi biti dugačak, imat će zamašnjak. Ležajevi moraju biti čvrsto na mjestu. Ako postoji zazor, mogu se zalijepiti.
Korak deseti. Izrada displacera
Izmjenjivač je izrađen od čelične vune za poliranje. Za izradu izmjenjivača uzima se čelična žica, na njoj se izrađuje kuka, a zatim se oko žice namota potrebna količina vate. Displasir mora biti dovoljno velik da se slobodno kreće u limenci. Ukupna visina potisnika ne smije biti veća od 5 cm.
Kao rezultat toga, s jedne strane vate potrebno je formirati spiralu od žice kako ne bi izlazila iz vate, a s druge strane je napravljena omča od žice. Zatim se na ovu petlju veže uže za pecanje, koja se zatim provlači kroz središte dijafragme. Vulkanizirana guma bi trebala biti u sredini posude.
Korak 11 Napravite spremnik pod tlakom
Potrebno je zarezati dno staklenke tako da od njenog dna ostane oko 2,5 cm. Displasir zajedno s dijafragmom mora se postaviti u spremnik. Nakon toga se cijeli ovaj mehanizam ugrađuje na kraj limenke. Dijafragmu je potrebno malo zategnuti kako ne bi pokleknula.
Zatim morate uzeti terminal koji nije izbušen i kroz njega protegnuti ribolovnu liniju. Čvor mora biti zalijepljen tako da se ne pomiče. Žica mora biti dobro podmazana uljem i istovremeno paziti da potisnik lako vuče nit.
Korak 12 Napravite potisne šipke
Potisne šipke povezuju membranu i poluge. To se radi s komadom bakrene žice duljine 15 cm.
