Hur gör man en Stirlingmotor hemma? Stirlingmotorkraftverk - enkelhet, effektivitet och miljösäkerhet Gör-det-själv Stirlingmotor.

Hallå! Idag vill jag göra dig uppmärksam hemmagjord motor, som omvandlar eventuell temperaturskillnad till mekaniskt arbete:

Stirlings motor- en värmemotor i vilken en flytande eller gasformig arbetsvätska rör sig i en sluten volym, en slags extern förbränningsmotor. Den är baserad på periodisk uppvärmning och kylning av arbetsvätskan med utvinning av energi från den resulterande förändringen i arbetsvätskans volym. Det kan fungera inte bara från bränsleförbränning, utan också från vilken värmekälla som helst.

Jag presenterar för er uppmärksamhet min motor, gjord av bilder från Internet:

När jag såg detta mirakel hade jag en önskan att göra det)) Dessutom fanns det många ritningar och motordesigner på Internet. Jag kommer att säga direkt: det är inte svårt att göra, men det är lite problematiskt att justera och uppnå normal drift. Det fungerade bra för mig bara tredje gången (jag hoppas att du inte kommer att lida så)))).

Stirlingmotorns arbetsprincip:

Allt är gjort av material som är tillgängliga för alla hjärnor:

Tja, vad sägs om utan storlekar)))

Motorns ram är gjord av tråd från gem. Alla fasta trådanslutningar är lödda()

Förskjutaren (skivan som flyttar luften inuti motorn) är gjord av ritpapper och limmad med superlim (den är ihålig inuti):

Ju mindre gapet är mellan kåporna och förskjutaren i det övre och nedre läget, desto större effektivitet har motorn.

Förskjutningsstång - från en blindnit (tillverkning: dra försiktigt ut den inre delen och rengör vid behov sandpapper noll; Limma fast den yttre delen på det övre "kalla" locket med locket inåt). Men det här alternativet har en nackdel - det finns ingen fullständig täthet och det finns liten friktion, även om en droppe motorolja hjälpa till att bli av med det.

Kolvcylinder - hals från ordinarie plastflaska:

Kolvhöljet är tillverkat av en medicinsk handske och fäst med en tråd, som efter lindning måste impregneras med superlim för tillförlitlighet. En skiva gjord av flera lager kartong är limmad i mitten av höljet, på vilken vevstaken är fixerad.

Vevaxeln är gjord av samma gem som hela motorramen. vinkeln mellan kolvens knän och förskjutaren är 90 grader. Förskjutarens arbetsslag är 5 mm; kolv - 8 mm.

Svänghjul - består av två CD-skivor som limmas på en pappcylinder och planteras på vevaxelns axel.

Så sluta prata dumheter, jag presenterar för dig motor som kör video:

Svårigheterna jag hade berodde främst på överdriven friktion och brist på exakta mått mönster. i det första fallet korrigerade en droppe motorolja och vevaxeluppriktning situationen, sedan i det andra var du tvungen att lita på intuitionen))) Men som du kan se blev allt (även om jag gjorde om motorn helt 3 gånger) )))

Om du har några frågor - skriv i kommentarerna så löser vi det)))

Tack för din uppmärksamhet)))

Stirlings motor. För nästan alla gör-det-självare kan denna underbara sak bli en riktig drog. Det räcker att göra det en gång och se det i aktion, eftersom du vill göra det igen och igen. Den relativa enkelheten hos dessa motorer gör att du kan göra dem bokstavligen ur skräp. Jag ska inte dröja vid generella principer och enhet. Det finns mycket information om detta på internet. Till exempel: Wikipedia. Låt oss omedelbart gå vidare till konstruktionen av den enklaste lågtemperaturgamma-Stirling.

För att bygga en motor med egna händer behöver vi två kåpor för glasburkar. De kommer att fungera som en kall och varm del. Fälgen är avskuren från dessa omslag med sax

Ett hål görs i mitten av ett lock. Hålets storlek bör vara något mindre än diametern på den framtida cylindern.

Kroppen på en Stirling-motor skärs från en mjölkflaska av plast. Dessa flaskor är bara uppdelade i ringar. Vi behöver en. Det bör noteras att kl olika sorter mjölkflaskor kan variera något.

Höljet limmas på locket med en plastepoxiblandning eller tätningsmedel.

Markörens kropp är perfekt som cylinder. I denna modell är locket mindre i diameter än själva markören och kan bli en kolv.

En liten del skärs av från markören. Vid locket är en del avskuren från toppen.

Det här är en förskjutare. Under driften av Stirling-motorn flyttar den luften inuti höljet från den varma delen till den kalla delen och vice versa. Tillverkad av svamp för att diska. En magnet är limmad i mitten.

Eftersom topplocket är av plåt kan det attraheras av en magnet. Förskjutaren kan fastna. För att förhindra att detta händer måste magneten dessutom fästas med en kartongcirkel.

Locket är fyllt med epoxi. Hål borras i båda ändar för att fästa en magnet och en vevstakehållare. Gängorna i hålen skärs direkt av skruven. Dessa skruvar är för finjustering motor. Magneten i kolven är limmad på skruven och är justerad på ett sådant sätt att den, i den nedre delen av cylindern, attraherar förskjutaren. Du kommer också att behöva limma en gummibegränsare på denna magnet. En bit av ett cykelrör eller ett suddgummi duger. Begränsaren behövs för att kolv- och förskjutningsmagneterna inte ska dra för mycket. Annars kanske det inte finns tillräckligt med tryck för att bryta den magnetiska bindningen.

På övre del kolven är limmad med en gummipackning. Det behövs för täthet och för att skydda höljet från brott.

Kolvhuset är tillverkat av en gummihandske. Du måste skära av lillfingret.

Efter att höljet är limmat limmas ytterligare en gummipackning ovanpå. Genom gummipackningar och höljet är genomborrat med ett sylhål. Vevstångshållaren skruvas i detta hål. Denna hållare är gjord av en skruv och en lödbricka.

Som vevaxelhållare var epoxiförpackningen perfekt. Exakt samma burk kan tas från under brusande vitaminer eller aspirin.

Botten på denna burk skärs av och hål görs. I den övre delen - för att hålla vevaxeln. Längst ner - för åtkomst till vevstakefästet.

Vevaxeln och vevstaken är gjorda av tråd. De vita bitarna är begränsaren. Tillverkad av en klubba tub. Små bitar skärs från detta rör och de resulterande delarna skärs på längden. Detta gör dem lättare att ta på. Knähöjden bestäms av halva avståndet som cylindern måste förflytta sig från den lägsta punkten till den högsta punkten där den magnetiska anslutningen upphör att fungera.

Så vi är alla redo för det första testet. Först måste du kontrollera tätheten. Du måste blåsa in i cylindern. Alla fogar kan löddras med diskmedel. Minsta luftläckage och motorn fungerar inte. Om allt är i sin ordning med tätheten kan du sätta in kolven och säkra höljet med ett gummiband.

I cylinderns nedre läge ska förskjutaren attraheras till toppen. Sedan läggs hela strukturen på en kopp med varmt vatten. Efter ett tag börjar luften inuti motorn att värmas upp och trycker ut kolven. Vid ett visst ögonblick kommer den magnetiska anslutningen att brytas och förskjutaren faller till botten. Således kommer luften i motorn inte längre i kontakt med den uppvärmda delen och börjar svalna. Kolven börjar dras in. Helst bör kolven börja röra sig upp och ner. Men detta kanske inte händer. Antingen kommer trycket inte att räcka till för att flytta kolven, eller så värms luften upp för mycket och kolven dras inte helt in. Följaktligen kan denna motor ha döda zoner. Det är inte speciellt läskigt. Huvudsaken är att de döda zonerna inte är för stora. Ett svänghjul behövs för att kompensera för döda zoner.

En annan mycket viktig del av detta steg är att här kan du känna principen för Stirling-motorn. Jag minns min första stirling som inte fungerade bara för att jag inte kunde ta reda på hur och varför den här saken fungerar. Här, genom att hjälpa kolven med händerna att gå upp och ner, kan du känna hur trycket stiger och faller.

Denna design kan förbättras något genom att lägga till en spruta på topplocket. Denna spruta behöver också sättas på epoxi, nålhållaren ska skäras av lite. Positionen för kolven i sprutan ska vara i mitten. Denna spruta kan reglera volymen luft inuti motorn. Att starta och justera blir mycket lättare.

Så du kan montera vevaxelhållaren. Höjden på vevstaken till cylindern justeras med en skruv.

Svänghjulet är tillverkat av en CD. Hålet är tätat med plastepoxi. Sedan måste du borra ett hål exakt i mitten. Att hitta centrum är väldigt enkelt. Använda egenskaper rät triangel inskriven i en cirkel. Hans hypotenusa passerar genom mitten. Det är nödvändigt att fästa ett pappersark i rät vinkel mot utkanten av skivan. Orientering är inte viktigt. På platser där arkets sidor korsar kanten på skivan sätter vi märken. En linje som dras genom dessa märken kommer att passera genom mitten. Om vi ​​ritar den andra linjen på en annan plats, så får vi det exakta mitten i korsningen.

All motor är klar.

Vi satte Stirlingmotorn på en kopp kokande vatten. Vi väntar lite och han borde tjäna sig själv. Om detta inte händer måste du hjälpa honom lite med handen.

Videoproduktionsprocess.

Stirlingmotor på jobbet

En Stirlingmotor är en motor som kan köras på värmeenergi. I det här fallet är värmekällan absolut inte viktig. Huvudsaken är att det finns en temperaturskillnad, i vilket fall den här motorn kommer att fungera. Författaren kom på hur man gör en modell av en sådan motor från en burk Coca-Cola.

Material och verktyg
- ett ballong;
- 3 burkar cola;
- elektriska terminaler, fem stycken (för 5A);
- nipplar för att fästa cykelekrar (2 stycken);
- metallull;
- en bit ståltråd 30 cm lång och 1 mm i tvärsnitt;
- en bit tjock tråd gjord av stål eller koppar med en diameter på 1,6 till 2 mm;
- en stift gjord av trä med en diameter på 20 mm (längd 1 cm);
- flasklock (plast);
- elektriska ledningar (30 cm);
- Superlim;
- vulkaniserat gummi (cirka 2 kvadratcentimeter);
- fiskelina (längd ca 30 cm);
- ett par vikter för balansering (till exempel nickel);
- CD-skivor (3 stycken);
- häftstift;
- en till burk för tillverkning av en eldstad;
- värmebeständig silikon och en plåtburk för att skapa vattenkylning.

Steg ett. Förberedelse av burkar
Först och främst måste du ta två burkar och skära av deras toppar. Om topparna skärs med sax måste de resulterande skårorna slipas av med en fil.
Därefter måste du skära botten av burken. Detta kan göras med en kniv.

Steg två. Skapa en bländare
Som diafragma använde författaren en ballong, som var förstärkt med vulkaniserat gummi. Bollen måste skäras och dras över burken, som visas på bilden. Sedan limmas en bit vulkaniserat gummi mot mitten av membranet. Efter att limet härdat, stansas ett hål i mitten av membranet för att installera tråden. Det gör du enklast med en stift som kan lämnas kvar i hålet fram till montering.

Steg tre. Skär och skapa hål i locket
I lockets väggar måste du borra två hål på 2 mm vardera, de behövs för att installera spakarnas svängaxel. Ett annat hål måste borras i botten av locket, en tråd kommer att passera genom det, som kommer att anslutas till förskjutaren.

På sista steget Locket ska skäras som bilden visar. Detta görs så att förskjutningstråden inte klamrar sig fast vid lockets kanter. För sådant arbete är brukssaxar lämpliga.

Steg fyra. Borrning
I burken måste du borra två hål för lagren. I detta fall gjordes detta med en 3,5 mm borr.

Steg fem. Skapa ett visningsfönster
Ett visningsfönster måste skäras in i motorhuset. Nu kommer det att vara möjligt att observera hur enhetens alla noder fungerar.

Steg sex. Terminalmodifiering
Du måste ta terminalerna och ta bort plastisoleringen från dem. Sedan tas en borr, och genomgående hål görs vid kanterna på terminalerna. Totalt behöver du borra 3 terminaler, medan två ska förbli oborrade.

Steg sju. Skapa hävstång
Som material för att skapa spakar används koppartråd, vars diameter är 1,88 mm. Hur man exakt böjar stickorna visas på bilderna. Du kan också använda ståltråd, det är bara trevligare att arbeta med koppartråd.

Steg åtta. Skapande av lager
För att göra lager behöver du två cykelnipplar. Håldiametern måste kontrolleras. Författaren borrade igenom dem med en 2 mm borr.

Steg nio. Montering av spakar och lager
Spakarna kan installeras direkt genom visningsfönstret. Ena änden av tråden ska vara lång, den kommer att ha ett svänghjul. Lagren måste sitta stadigt på plats. Om det finns ett bakslag kan de limmas.

Steg tio. Skapa en förskjutare
Förskjutaren är gjord av stålull för polering. För att skapa en förskjutare tas en ståltråd, en krok görs på den och sedan lindas den erforderliga mängden bomullsull runt tråden. Förskjutaren måste vara tillräckligt stor för att kunna röra sig fritt i burken. Förskjutarens totala höjd bör inte överstiga 5 cm.

Som ett resultat, på ena sidan av bomullsullen, är det nödvändigt att bilda en spiral av tråd så att den inte kommer ut ur bomullsullen, och på den andra sidan är en ögla gjord av tråden. Därefter knyts en fiskelina till denna ögla, som sedan dras genom mitten av membranet. Det vulkaniserade gummit ska vara i mitten av behållaren.

Steg 11 Skapa en trycktank
Det är nödvändigt att skära botten av burken så att cirka 2,5 cm återstår från dess bas. Förskjutaren tillsammans med membranet ska placeras i tanken. Efter det installeras hela denna mekanism i slutet av burken. Membranet behöver dras åt lite så att det inte hänger ihop.

Sedan måste du ta terminalen som inte var borrad och sträcka fiskelinan genom den. Knuten ska limmas så att den inte rör sig. Tråden ska vara välsmord med olja och samtidigt se till att förskjutaren lätt drar med linan.
Steg 12 Skapa tryckstänger
Tryckstänger förbinder membranet och spakarna. Detta görs med en bit koppartråd 15 cm lång.

Steg 13 Skapa och installera svänghjulet
För att skapa ett svänghjul används 3 gamla CD-skivor. En trästav används som den centrala delen. Efter installation av svänghjulet är vevaxelns stång böjd, så att svänghjulet inte faller av.

I slutskedet sätts hela mekanismen ihop.

I vilken arbetsvätskan (gasformig eller flytande) rör sig i en sluten volym, är det faktiskt en slags extern förbränningsmotor. Denna mekanism är baserad på principen om periodisk uppvärmning och kylning av arbetsvätskan. Utvinning av energi sker från den utkommande volymen av arbetsvätskan. Stirlingmotorn arbetar inte bara från energin från förbränning av bränsle, utan också från nästan vilken källa som helst. Denna mekanism patenterades av skotten Robert Stirling 1816.

Den beskrivna mekanismen, trots den låga effektiviteten, har ett antal fördelar, först och främst är det enkelhet och anspråkslöshet. Tack vare detta försöker många amatördesigners att montera en Stirling-motor med sina egna händer. Vissa lyckas och andra inte.

I den här artikeln kommer vi att överväga Stirling med våra egna händer från improviserade material. Vi kommer att behöva följande ämnen och verktyg: en plåtburk (du kan använda den under skarpsillen), plåt, gem, skumgummi, resår, en påse, trådskärare, tång, sax, en lödkolv,

Låt oss nu börja montera. Här detaljerade instruktioner hur man gör en Stirling-motor med egna händer. Först måste du tvätta burken, rengöra kanterna med sandpapper. Vi skär ut en cirkel från plåt så att den ligger på burkens inre kanter. Vi bestämmer mitten (för detta använder vi en bromsok eller linjal), gör ett hål med sax. Nästa tar vi koppartråd och ett gem, räta ut gemet, gör en ring i slutet. Vi lindar en tråd på ett gem - fyra snäva varv. Därefter löder vi den resulterande spiralen med en liten mängd lod. Sedan är det nödvändigt att försiktigt löda spiralen till hålet i locket så att stammen är vinkelrät mot locket. Gemen ska röra sig fritt.

Efter det är det nödvändigt att göra ett kommunicerande hål i locket. Vi gör en förskjutare av skumgummi. Dess diameter bör vara något mindre än diametern på burken, men det bör inte vara ett stort gap. Höjden på förskjutaren är lite mer än hälften av burken. Vi skär ett hål i mitten av skumgummit för hylsan, den senare kan vara gjord av gummi eller kork. Vi sätter in stången i den resulterande hylsan och limmar allt. Förskjutaren ska placeras parallellt med locket, detta viktigt tillstånd. Därefter återstår det att stänga burken och löda kanterna. Sömmen måste tätas. Nu fortsätter vi till tillverkningen av arbetscylindern. För att göra detta, skär ut en remsa 60 mm lång och 25 mm bred från tenn, böj kanten med 2 mm med en tång. Vi bildar en hylsa, efter det löder vi kanten, då är det nödvändigt att löda hylsan till locket (ovanför hålet).

Nu kan du börja tillverka membranet. För att göra detta, skär av en bit film från förpackningen, tryck den lite med fingret inuti, tryck på kanterna med ett elastiskt band. Därefter måste du kontrollera monteringens korrekthet. Vi värmer botten av burken i brand, dra i stammen. Som ett resultat bör membranet böjas utåt, och om stången släpps, bör förskjutaren sänkas under sin egen vikt, respektive, membranet återgår till sin plats. I händelse av att förskjutaren görs felaktigt eller lödningen av burken inte är tät, kommer stången inte tillbaka till sin plats. Efter det gör vi vevaxeln och rackarna (avståndet mellan vevarna ska vara 90 grader). Höjden på vevarna ska vara 7 mm och förskjutarna 5 mm. Längden på vevstängerna bestäms av vevaxelns position. Vevens ände sätts in i korken. Så vi tittade på hur man monterar en Stirling-motor med våra egna händer.

En sådan mekanism kommer att fungera från ett vanligt ljus. Om du fäster magneter på svänghjulet och tar spolen akvariekompressor, då kan en sådan anordning ersätta en enkel elmotor. Med dina egna händer, som du kan se, är det inte alls svårt att göra en sådan enhet. Det skulle finnas en önskan.

Konsumtionsekologi Vetenskap och teknik: Stirlingmotorn används oftast i situationer där det krävs en anordning för att omvandla värmeenergi, vilket är enkelt och effektivt.

För mindre än hundra år sedan försökte förbränningsmotorer vinna sin rättmätiga plats i konkurrensen bland andra tillgängliga maskiner och rörliga mekanismer. Samtidigt, på den tiden, var bensinmotorns överlägsenhet inte så uppenbar. Befintliga ångdrivna maskiner kännetecknades av deras tystnad, utmärkta kraftegenskaper för den tiden, enkla underhåll, förmågan att använda annan sort bränsle. I den fortsatta kampen om marknaden rådde förbränningsmotorer på grund av deras effektivitet, tillförlitlighet och enkelhet.

Den fortsatta kapplöpningen för förbättring av aggregat och drivmekanismer, som gasturbiner och roterande motorsorter gick in i i mitten av 1900-talet, ledde till att man, trots bensinmotorns överhöghet, försökte införa helt den nya sorten motorer - termiska, uppfanns först 1861 av en skotsk präst vid namn Robert Stirling. Motorn fick sitt namn efter sin skapare.

STIRLINGMOTOR: DEN FYSISKA SIDA AV PROBLEMET

För att förstå hur ett Stirling bordskraftverk fungerar bör man förstå allmän information om principerna för drift av värmemotorer. Fysiskt är driftprincipen att använda mekanisk energi, som erhålls genom att expandera gasen under uppvärmning och dess efterföljande kompression under kylning. För att demonstrera funktionsprincipen kan ett exempel ges baserat på en vanlig plastflaska och två krukor, varav den ena innehåller kallt vatten, den andra varm.

När du sänker flaskan i kallt vatten, vars temperatur är nära temperaturen för isbildning, med tillräcklig kylning av luften inuti plastbehållaren, bör den stängas med en propp. Vidare, när flaskan placeras i kokande vatten, efter en tid "skjuter" korken med kraft, eftersom i detta fall arbetet som utförs av den uppvärmda luften är många gånger större än det som utförs under kylningen. När experimentet upprepas många gånger ändras inte resultatet.

De första maskinerna som byggdes med hjälp av Stirling-motorn återgav troget processen som demonstrerades i experimentet. Naturligtvis krävde mekanismen förbättringar, som bestod i att använda en del av värmen som gasen förlorade under kylningsprocessen för ytterligare uppvärmning, vilket gjorde att värme kunde återföras till gasen för att accelerera uppvärmningen.

Men inte ens tillämpningen av denna innovation kunde rädda situationen, eftersom de första Stirlingarna var annorlunda stora storlekar vid låg effekt. I framtiden gjordes mer än en gång försök att modernisera designen för att uppnå en effekt på 250 hk. ledde till att i närvaro av en cylinder med en diameter på 4,2 meter var den verkliga uteffekten som Stirling-kraftverket producerade på 183 kW faktiskt bara 73 kW.

Alla Stirling-motorer fungerar enligt principen om Stirling-cykeln, som inkluderar fyra huvudfaser och två mellanliggande faser. De viktigaste är uppvärmning, expansion, kylning och kompression. Som övergångsstadiet, övergången till kallgeneratorn och övergången till värmeelement. nyttigt arbete, utförd av motorn, baseras enbart på temperaturskillnaden mellan värme- och kyldelarna.

MODERNA STIRLING KONFIGURATIONER

Modern teknik skiljer tre huvudtyper av sådana motorer:

• alfa stirling, vars skillnad är i två aktiva kolvar placerade i oberoende cylindrar. Av alla tre alternativen har denna modell den högsta effekten, med den högsta temperaturen på den uppvärmda kolven;
• beta stirling, baserad på en cylinder, vars ena del är varm och den andra är kall;
• gamma-stirling, som förutom kolven även har en förskjutare.

Produktionen av kraftverket i Stirling kommer att bero på valet av motormodell, som kommer att ta hänsyn till alla positiva och negativa aspekter av ett sådant projekt.

FÖRDELAR OCH NACKDELAR

Tack vare deras design egenskaper Dessa motorer har ett antal fördelar, men de är inte utan nackdelar.

Stirlings stationära kraftverk, som inte kan köpas i en butik, utan bara från amatörer som självständigt samlar in liknande enheter, relatera:

• stora dimensioner, som orsakas av behovet av konstant kylning av arbetskolven;
• användande högt tryck vad som krävs för att förbättra motorns prestanda och kraft;
• värmeförlust, som uppstår på grund av det faktum att den genererade värmen överförs inte till själva arbetsvätskan, utan genom ett system av värmeväxlare, vars uppvärmning leder till en förlust i effektivitet;
• en kraftig minskning av kraften kräver användningen särskilda principer skiljer sig från traditionella bensinmotorer.

Tillsammans med nackdelarna har kraftverk som arbetar på Stirling-enheter obestridliga fördelar:

• alla typer av bränsle, eftersom denna motor, precis som alla motorer som använder värmeenergi, kan fungera vid en temperaturskillnad i vilken miljö som helst;
• ekonomi. Dessa enheter kan vara en utmärkt ersättning för ångenheter i fall där det är nödvändigt att bearbeta solenergi, vilket ger en effektivitet på 30% högre;
• miljösäkerhet. Eftersom kW bordskraftverket inte genererar avgasvridmoment, producerar det inte buller och avger inte ut i atmosfären skadliga ämnen. Vanlig värme fungerar som en kraftkälla och bränslet brinner nästan helt ut;
• konstruktiv enkelhet. För sitt arbete kommer Stirling inte att kräva ytterligare delar eller fixturer. Den kan starta självständigt utan användning av en startmotor;
• ökad resurs för arbetsförmåga. På grund av sin enkelhet kan motorn ge mer än hundra timmars kontinuerlig drift.

APPLIKATIONER FÖR STIRLINGMOTOR

Stirlingmotorn används oftast i situationer där en apparat för omvandling av termisk energi krävs, vilket är enkelt, medan effektiviteten hos andra typer av termiska enheter är betydligt lägre under liknande förhållanden. Mycket ofta används sådana enheter i mat pumputrustning, kylrum, ubåtar, energilagringsbatterier.

En av lovande vägbeskrivningar användningsområden för Stirling-motorer är solkraftverk, eftersom denna enhet framgångsrikt kan användas för att omvandla solljusets energi till elektrisk energi. För att utföra denna process placeras motorn i fokus för en spegel som samlar solens strålar, vilket ger permanent belysning av området som kräver uppvärmning. Detta gör att du kan fokusera solenergin på en liten yta. Bränslet för motorn är i detta fall helium eller väte. publiceras