Проект на тему « Двигатель Стирлинга » Исполнители: учащиеся 11 класса Денисов Дмитрий, Раца Диана, Сюльгина Алёна Руководитель: учитель физики Велькин Николай Григорьевич

Цель проекта: собрать двигатель Стирлинга, проанализировать принцип работы. собрать двигатель Стирлинга, проанализировать принцип работы.

Задачи проекта: история двигателя Стирлинга; история двигателя Стирлинга; объяснить процессы, происходящие в результате работы двигателя. объяснить процессы, происходящие в результате работы двигателя.

История двигателя Стирлинга Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Роберто м Стирлингом 27 сентября 1816 года (английский патент 4081). Однако первые элементарные «двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга. Достижением Стирлинга является добавление очистителя, который он назвал «эконом». Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Роберто м Стирлингом 27 сентября 1816 года (английский патент 4081). Однако первые элементарные «двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга. Достижением Стирлинга является добавление очистителя, который он назвал «эконом».

Описание. В XIX веке инженеры хотели создать безопасную замену паровым двигателям того времени, котлы которых часто взрывались из-за высоких давлений пара и неподходящих материалов для их постройки. Хороший вариант появился с созданием двигателя Стирлинга, который мог преобразовывать в работу любую разницу температур. Основной принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередуемых нагревании и охлаждении рабочего тела в закрытом цилиндре. Обычно в роли рабочего тела выступает воздух, но также используются водород и гелий. В ряде опытных образцов испытывались фреоны, двуокись азота, сжиженный пропан- бутан и вода. В последнем случае вода остаётся в жидком состоянии на всех участках термодинамического цикла. В XIX веке инженеры хотели создать безопасную замену паровым двигателям того времени, котлы которых часто взрывались из-за высоких давлений пара и неподходящих материалов для их постройки. Хороший вариант появился с созданием двигателя Стирлинга, который мог преобразовывать в работу любую разницу температур. Основной принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянно чередуемых нагревании и охлаждении рабочего тела в закрытом цилиндре. Обычно в роли рабочего тела выступает воздух, но также используются водород и гелий. В ряде опытных образцов испытывались фреоны, двуокись азота, сжиженный пропан- бутан и вода. В последнем случае вода остаётся в жидком состоянии на всех участках термодинамического цикла.XIX веке давлений пара рабочего тела рабочего телавоздухводородгелийXIX веке давлений пара рабочего тела рабочего телавоздухводородгелий

Расчёты. Все термодинамические процессы, происходящие в Стирлинг-машине базируются на главной формуле термодинамики - уравнении состояния идеального газа: PV=ART. Давление Р При нагревании на 1 градус газ увеличивает свой объем на 1/273 часть от первоначального. Зная все это можем вычислить мгновенное давление, возникающее при нагревании газа в нашем двигателе Стирлинга. P=(V/273)xT КПД такого двигателя чуть более 30%. Число оборотов за минуту равно примерно 50. Число оборотов можно увеличить уменьшив расстояние между главным поршнем и вытеснителем, но при этом уменьшается крутящий момент.

Заключение Данный двигатель имеет свои преимущества и недостатки. Недостатки: Громоздкость и материалоёмкость Тепло подводится не к рабочему телу непосредственно Тепло подводится не к рабочему телу непосредственно Для быстрого изменения мощности двигателя используются способы, отличные от применяемых в двигателях внутреннего сгорания Для быстрого изменения мощности двигателя используются способы, отличные от применяемых в двигателях внутреннего сгорания Преимущества: «Всеядность» двигателя «Всеядность» двигателя Простота конструкции Простота конструкции Увеличенный ресурс Увеличенный ресурс Экономичность Экономичность Экологичность Экологичность