Ⅰ 斯特林發動機原理
斯特林發動機是1816年由蘇格蘭人R斯特林提出來的,因而得名。它在理論上接近於理論最大效率。它是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。這是一種外燃發動機,使燃料連續地燃燒,
蒸發的膨脹氫氣(或氦)作為動力氣體使活塞運動,膨脹氣體在冷氣室冷卻,反復地進行這樣的循環過程,便可為外機提供動力。
它的工作原理如下:
、
它包括
兩個活塞,黃色的為交換活塞,墨綠色的為動力活塞,都連接於曲軸上。
整個缸體下部為熱氣室,上部為冷氣室。首先對熱氣室進行加熱到一定程度,
給活塞一個初速度。
動力活塞往下運動將冷氣室的氣體壓到熱氣室,
氣體在熱氣
室受熱膨脹推動活塞向上運動,當氣體到達冷氣室,氣體冷卻收縮,活塞縮回,
又將氣體壓到熱氣室,
這樣就形成了一個往復運動,
從而可以產生動力。
這就是
斯特林發動機的基本原理。
Ⅱ 斯特林發動機核心原理到底是什麼通俗一點說
斯特林發動機核心原理是在封閉的氣缸內充有一定容積的工質。氣缸一端為熱腔,另一端為冷腔。工質在低溫冷腔中壓縮,然後流到高溫熱腔中迅速加熱,燃料在氣缸外的燃燒室內連續燃燒,通過加熱器傳給工質,工質不直接參與燃燒,也不更換。
斯特林發動機是一種外燃機,它是通過氣體(工質:一般為氫氣或氦氣)受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。
斯特林發動機是倫敦的牧師羅巴特斯特林(RobertStirling)於1816年發明的,所以命名為「斯特林發動機」(Stirlingengine)。斯特林發動機是獨特的熱機,因為他們實際上的效率幾乎等於理論最大效率,稱為卡諾循環效率。
(2)斯特林發明擴展閱讀:
斯特林發動機適用於各種能源。無論是液態的、氣態的或固態的燃料,當採用載熱系統(如熱管)間接加熱時,幾乎可以使用任何高溫熱源,如:生物質能(柴火等),而發動機本身(除加熱器外)不需要作任何更改同時熱氣機無需壓縮機增壓,使用一般風機即可滿足要求,並允許燃料具有較高的雜質含量。
太陽能,這是斯特林發動機較為常見的用途之一;放射性同位素,常見於用於潛艇、深空的AIP系統。
網路-斯特林發動機
Ⅲ 斯特林發動機的介紹
斯特林發動機是倫敦的羅巴特 斯特林(Robert Stirling)於1816年發明的,所以命名為「斯特林發動機」(Stirling engine)。斯特林發動機是一種外燃發動機,其有效效率一般介於汽油機與柴油機之間。斯特林發動機是通過氣缸內工作介質(氫氣或氦氣)經過冷卻、壓縮、吸熱、膨脹為一個周期的循環來輸出動力。
Ⅳ 斯特林熱機中國自己有製造出來的嗎是自己的專利嗎
中國發明專利《斯特林可逆熱機》(專利200710050409.2)是2012年6月15日授權的專利。專利權人是中國公民孔令斌。這是目前世界上最簡單的結構。
Ⅳ 斯特林沖鋒槍的研發歷史
提到英軍歷史上裝備的沖鋒槍,即會聯想到大名鼎鼎、有著「管子工」之稱的司登沖鋒槍,其優缺點並存,但在那個戰火紛飛的年代,終究為反法西斯戰爭做出了傑出貢獻。而斯特林沖鋒槍正是司登沖鋒槍的繼任者。兩者交替之際,正是二戰結束後軍用沖鋒槍發展的黃金時期。斯特林沖鋒槍自誕生以來得到了長足發展,武器推陳出新,產品形成系列。該槍除英國使用外,還向90多個國家出口。 由於設計、生產時間緊迫,倉促上馬的司登沖鋒槍外觀相當粗糙。質量和尺寸偏大,槍托不能折疊,最致命的是它的保險極不可靠,以致經常發生意外走火。鑒於司登沖鋒槍的缺陷,雖然英軍不得不大量採用司登系列沖鋒槍,但一直認為其與英國軍隊悠久的歷史和良好的傳統不夠相符,有損英軍的威嚴形象,因此迫切要求開發一種外形能夠與英軍形象相符的沖鋒槍。
1945年~1953年之間,為更替原有的老式武器,英國舉行了裝備選型試驗,「斯特林·帕切特」沖鋒槍參加了一系列內容非常廣泛的測試,並且最終以明顯優勢戰勝了其他競爭對手。英國隨後宣布將其作為大不列顛帝國的基本防禦武器之一,定名為L2A1 9mm沖鋒槍,因為是在斯特林公司進行生產,故又稱斯特林沖鋒槍,商業名稱則是MK2。
從1953年起,英軍部隊開始用斯特林沖鋒槍來替代司登沖鋒槍。最初的產品根據部隊的使用意見進行了一些改進,1955年誕生了L2A2沖鋒槍,商業名稱為MK3,1956年又進一步改進為L2A3沖鋒槍,商業名為MK4。1956年,L2A3批量裝備英軍,司登沖鋒槍被全部淘汰。
斯特林系列沖鋒槍參加了著名的馬島之戰和第一次海灣戰爭,在英國軍隊中一直服役到1990年代初。除英國使用外,該槍還向90多個國家出口,其生產一直持續到1980年代後期,總產量達到50萬支以上。
Ⅵ 請問斯特林發動機的原理是什麼
斯特林發動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。
斯特林發動機是倫敦的牧師羅巴特 斯特林(Robert Stirling)於1816年發明的,所以命名為「斯特林發動機」(Stirling engine)。斯特林發動機是獨特的熱機,因為他們實際上的效率幾乎等於理論最大效率,稱為卡諾循環效率。斯特林發動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。這是一種外燃發動機,使燃料連續地燃燒,蒸發的膨脹氫氣(或氦)作為動力氣體使活塞運動,膨脹氣體在冷氣室冷卻,反復地進行這樣的循環過程。
外燃機:
外燃機是一種外燃的閉式循環往復活塞式熱力發動機,有別於依靠燃料在發動機內部燃燒獲得動力的內燃機。燃料在氣缸外的燃燒室內連續燃燒,通過加熱器傳給工質,工質不直接參與燃燒,也不更換。
優缺點:
由於外燃機避免了傳統內燃機的震爆做功問題,從而實現了高效率、低噪音、低污染和低運行成本。外燃機可以燃燒各種可燃氣體,如:天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等,也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料,還可以燃燒木材,以及利用太陽能等。只要熱腔達到700℃,設備即可做功運行,環境溫度越低,發電效率越高。外燃機最大的優點是其使用不受氣壓大小影響(對內燃機而言氣壓低會影響進氣),非常適合於高海拔地區使用。
但是,斯特林發動機還有許多問題要解決,例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高,熱量損失是內燃發動機的2-3倍等。所以,還不能成為大批量使用的發動機。
由於熱源來自外部,因此發動機需要經過一段時間才能響應用於氣缸的熱量變化(通過氣缸壁將熱量傳導給發動機內的氣體需要很長時間)。 這意味著:
1、發動機在提供有效動力之前需要時間暖機。
2、發動機不能快速改變其動力輸出。
Ⅶ 斯特林發動機的設計與製作
這種發動機是倫敦的牧師羅巴特 斯特林(Robert Stirling)於1816年發明的,所以命名為 「斯特林發動機」(Stirling engine)。斯特林發動機是獨特的熱機,因為他們理論上的效率幾乎等於理論最大效率,稱為卡諾循環效率。斯特林發動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。這是一種外燃發動機,使燃料連續地燃燒,蒸發的膨脹氫氣(或氦)作為動力氣體使活塞運動,膨脹氣體在冷氣室冷卻,反復地進行這樣的循環過程。
外燃機是一種外燃的閉式循環往復活塞式熱力發動機,有別於依靠燃料在發動機內部燃燒獲得動力的內燃機。新型外燃機使用氫氣作為工質,在四個封閉的氣缸內充有一定容積的工質。氣缸一端為熱腔,另一端為冷腔。工質在低溫冷腔中壓縮,然後流到高溫熱腔中迅速加熱,膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室內連續燃燒,通過加熱器傳給工質,工質不直接參與燃燒,也不更換。
由於外燃機避免了傳統內燃機的震爆做功問題,從而實現了高效率、低噪音、低污染和低運行成本。外燃機可以燃燒各種可燃氣體,如:天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等,也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料,還可以燃燒木材,以及利用太陽能等。只要熱腔達到700℃,設備即可做功運行,環境溫度越低,外燃機最大的優點是出力和效率不受海拔高度影響,非常適合於高海拔地區使用。
但是,斯特林發動機還有許多問題要解決,例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高,熱量損失是內燃發動機的2-3倍等。所以,還不能成為大批量使用的發動機。
斯特林發動機目前有報道,已經開始研究在計算機主板的散熱風扇上使用,通過北橋晶元的發熱來帶動斯特林發動機,以此來給硬體降溫,該研究還處於研究階段(2008.04.11)。
熱氣機(StirlingEngine)是一種由外部供熱使氣體在不同溫度下作周期性壓縮和膨脹的閉式循環往復式發動機,由蘇格蘭牧師 RobertStirling在十九世紀初發明,所以又稱斯特林發動機。相對於內燃機燃料在氣缸內燃燒的特點熱氣機又被稱作外燃機。現在熱氣機特指按閉式回熱循環工作的熱機,不包括斯特林熱泵或斯特林製冷機。 [編輯本段]熱氣機工作原理熱氣機是一種外燃的、閉式循環往復活塞式熱力發動機。
熱氣機可用氫、氮、氦或空氣等作為工質,按斯特林循環工作。在熱氣機封閉的氣缸內充有一定容積的工質。氣缸一端為熱腔,另一端為冷腔。工質在低溫冷腔中壓縮,然後流到高溫熱腔中迅速加熱,膨脹作功燃料在氣缸外的燃燒室內連續燃燒,通過加熱器傳給工質,工質不直接參與燃燒,也不更換。
已設計製造的熱氣機有多種結構,可利用各種能源,已在航天、陸上、水上和水下等各個領域進行應用。試驗熱氣機的功率傳遞機構分為曲柄連桿傳動、菱形傳動、斜盤或擺盤傳動、液壓傳動和自由活塞傳動等。
按缸內循環的組成形式分,熱氣機主要有配氣活塞式和雙作用式兩類。在一個氣缸內有兩個活塞作規律的相對運動,冷腔與熱腔之間用冷卻器、回熱器和加熱器連接,配氣活塞推動工質在冷熱腔之間往返流動。
熱力循環可以分為定溫壓縮過程、定容回熱過程、定溫膨脹過程、定容儲熱過程四個過程。
改良的單缸斯特林發動機示意 http://202.108.15.245/boardfile/mil/20066/20060209083142.gif
已設計製造的熱氣機有多種結構,可利用各種能源,已在航天、陸上、水上和水下等各個領域進行應用。試驗熱氣機的功率傳遞機構分為曲柄連桿傳動、菱形傳動、斜盤或擺盤傳動、液壓傳動和自由活塞傳動等。
美國STM公司的民用25KW外燃機
按缸內循環的組成形式分,熱氣機主要有配氣活塞式和雙作用式兩類。配氣活塞式熱氣機,在一個氣缸內有兩個活塞作規律的相對運動,冷腔與熱腔之間用冷卻器、回熱器和加熱器連接,配氣活塞推動工質在冷熱腔之間往返流動;雙作用式熱氣機,每個氣缸內只有一個活塞,兼起配氣活塞和動力活塞的作用。各缸的上部為熱腔,下部為冷腔。各熱腔經加熱器、回熱器和冷卻器與鄰缸的下部冷腔連接,組成一個動力單元。
日本親潮級潛艇使用的斯特林發動機原理圖
熱力循環可以分為定溫壓縮過程、定容回熱過程、定溫膨脹過程、定容儲熱過程四個過程。
兩缸外燃機工作原理 http://202.108.15.245/boardfile/mil/20066/20060209085020.gif
與內燃機比較熱氣機所具備的優點:
適用於各種能源,無論是液態的、氣態的或固態的燃料,當採用載熱系統(如熱管)間接加熱時,幾乎可以使用任何高溫熱源(太陽能放射性同位素和核反應等),而發動機本身(除加熱器外)不需要作任何更改。同時熱氣機無需壓縮機增壓,使用一般風機即可滿足要求,並允許燃料具有較高的雜質含量。
熱氣機在運行時,由於燃料在氣缸外的燃燒室內連續燃燒,獨立於燃氣的工質通過加熱器吸熱,並按斯特林循環對外做功,因此避免了類似內燃機的震爆做功和間歇燃燒過程,從而實現了高效、低噪和低排放運行。高效:總能效率達到80%以上;低噪:1米處裸機噪音底於68dBA;低排放:尾氣排放達到歐5標准。
熱氣機單機容量小,機組容量從20-50kw,可以因地制宜的增減系統容量。結構簡單,零件數比內燃機少40%,降價空間大,同時維護成本也較低。
熱氣機尚存在的主要問題和缺點是製造成本較高,工質密封技術較難,密封件的可靠性和壽命還存在問題,功率調節控制系統較復雜,機器較為笨重。
熱氣機的未來發展將更多的應用新材料(如陶瓷)和新工藝,以降低造價;對實際循環進行理論研究,完善結構,提高性能指標;在應用方面,正大力研究汽車用的大功率燃煤熱氣機、太陽能熱氣機和特種用途熱氣機等。
熱氣機分為單缸、2缸、4缸等形式;單缸熱氣機的燃燒室與冷卻器共一室,需要交替向燃燒室中注入燃氣、燃燒、排氣、注入冷卻氣體等循環過程,驅動活塞上下運動帶動曲軸轉動,由於燃燒室需要交替使用,與一般的內燃機一樣復雜,很少再發展。2缸熱氣機的燃燒、冷卻過程完全連續,1個汽缸加熱、1個冷卻,工質在 2個氣缸中密閉循環,反復被加熱冷卻,活塞在熱氣驅動下上下運動驅動曲軸旋轉。4缸熱氣機的氣缸上部加熱、下部冷卻,或相反,工質在相鄰兩個氣缸的上下部間循環,4個活塞交替上下,直接驅動斜盤轉動,工作最為平順。
4缸型的斯特林發動機
熱氣機的應用
隨著全球能源與環保的形勢日趨嚴峻,熱氣機由於其具有多種能源的廣泛適應性和優良的環境特性已越來越受到重視,所以,在水下動力、太陽能動力、空間站動力、熱泵空調動力、車用混合推進動力等方面得到了廣泛的研究與重視,並且已得到了一些成功的應用。熱氣機推廣中的3個方向包括:
熱電聯產充分利用它環境污染小和可使用多種燃料及易利用余熱的特點,用於熱電聯產可取得更高的熱效率和經濟效率。
四聯裝余熱回收系統
低能級的余熱回收利用對燃燒系統稍加改進便可利用工場余熱、地熱和太陽能進行發電或直接驅動水泵,可取得更大的節能效益。
移動式動力源通過對發動機的小型化和輕量化,並改善其控制性能後,亦可以作為推土機、壓路機等車輛的動力。
注意斯特林發動機的發明時間是1816,是和蒸汽機差不多的古老的發動機,多年沒有引起人們的重視,斯特林發動機的幾個特性是非常適合潛艇的,首先是燃燒連續,由於工質不燃燒,因此沒有內燃機的爆震現象,噪音低;其次可以使用任何燃料,其燃燒室在外,燃燒的過程與工質無關,或者說只要有熱源、冷源就能工作,無論燒煤燒碳都可以,只要能發熱就行;
在凡爾納的科幻小說《海底兩萬里》中,那艘著名的潛艇諾第留斯號的動力就是斯特林發動機,他的熱源是採用鈉與水反應生熱,說明凡爾納具有多麼的科學遠見。
海底兩萬里漫畫
斯特林(RobertStirling,1790—1878)
英國物理學家,熱力學研究專家。
斯特林對於熱力學的發展有很大貢獻。他的科學研究工作主要是熱機。熱機的研製工作,是18世紀物理學和機械學的中心課題,各種各樣的熱機殊涌而出,不斷互相借鑒,取長補短,熱機製造業興旺起來,工業革命處於高潮時期。
隨著熱機發展,熱力學理論研究提到了重要位置,不少科學家致力於熱機理論的研究工作,斯特林便是其中著名的一位。他所提出的斯特林循環,是重要的熱機循環之一,亦稱「斯特林熱氣機循環」。這種循環,是封閉式的,採用定容下吸熱的氣體循環方式。循環過程是:①等容吸熱加熱;②由外熱源等溫加熱;③等容放熱,供吸熱用;④向冷體等溫放熱,完成一個循環。在理想吸熱的條件下,這種循環的熱效率,等於溫度上下限相同的卡諾循環。利用這種循環的「斯特林熱機」,具有很多特點,如採用外燃,或外熱源供熱等。由於這種循環是封閉式循環,可採用傳熱性能好的工質,同時,工質的腐蝕性也可以很小,如氮氣、氫氣等氣體。充入的氣體工質,還可以加大壓力,視封閉系統的情況,能夠採用遠遠大於大氣壓力的高壓氣體工作,這樣可以提高發動機的單位重量的功率,減小發動機的體積和重量。斯特林熱機在逆向運轉時,可以作為製冷機或熱泵機,這種設想在現代已進入了實用研究階段。
斯特林循環熱空氣發動機不排廢氣,除燃燒室內原有的空氣外,不需要其他空氣,所以適用於都市環境和外層空間。
18世紀末和19世紀初,熱機普遍為蒸汽機,它的效率是很低的,只有3%一5%左右,即有95%以上的熱能沒有得到利用。到1840年,熱機的效率也僅僅提高到8%。斯特林對於熱力學理論的研究,就是從提高熱機效率的目的出發的。他所提出的斯特林循環的效率,在理想狀況下,可以無限提高。當然受實際可能的限制,不可能達到100%,但提供了提高熱效率的努力方向。
Ⅷ 尋找有像斯特林發動機、永動機這樣的發明。
永動機不可能吧~ 斯特林發動機我倒是很了解 我以前玩過 全鋁製造
有一手掌大小 我以前是在掏寶上買的 你可以去搜艘 很多的 有一家"啟星動力"的店 專門買這個的 蒸汽機 斯特林 這些 圖紙你可以問問店家 那個製造不是很麻煩 挺簡單的 一個小車床就行
Ⅸ 斯特林發動機的工作原理是什麼
斯特林發動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。
斯特林發動機是倫敦的牧師羅巴特斯特林(RobertStirling)於1816年發明的,所以命名為「斯特林發動機」(Stirlingengine)。斯特林發動機是獨特的熱機,因為他們實際上的效率幾乎等於理論最大效率,稱為卡諾循環效率。斯特林發動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。這是一種外燃發動機,使燃料連續地燃燒,蒸發的膨脹氫氣(或氦)作為動力氣體使活塞運動,膨脹氣體在冷氣室冷卻,反復地進行這樣的循環過程。
外燃機:
外燃機是一種外燃的閉式循環往復活塞式熱力發動機,有別於依靠燃料在發動機內部燃燒獲得動力的內燃機。燃料在氣缸外的燃燒室內連續燃燒,通過加熱器傳給工質,工質不直接參與燃燒,也不更換。
優缺點:
由於外燃機避免了傳統內燃機的震爆做功問題,從而實現了高效率、低噪音、低污染和低運行成本。外燃機可以燃燒各種可燃氣體,如:天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等,也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料,還可以燃燒木材,以及利用太陽能等。只要熱腔達到700℃,設備即可做功運行,環境溫度越低,發電效率越高。外燃機最大的優點是其使用不受氣壓大小影響(對內燃機而言氣壓低會影響進氣),非常適合於高海拔地區使用。
但是,斯特林發動機還有許多問題要解決,例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高,熱量損失是內燃發動機的2-3倍等。所以,還不能成為大批量使用的發動機。
由於熱源來自外部,因此發動機需要經過一段時間才能響應用於氣缸的熱量變化(通過氣缸壁將熱量傳導給發動機內的氣體需要很長時間)。這意味著:
1、發動機在提供有效動力之前需要時間暖機。
2、發動機不能快速改變其動力輸出。
Ⅹ 斯特林發動機的原理以及相關介紹
斯特林發動機的原理是利用溫差帶來的能量變換。熱脹冷縮,再及時將已經加熱的地方快速散熱。
該循環由兩個等溫過程和兩個定容回熱過程組成,屬於概括性卡諾循環的一種。實現斯特林循環的關鍵在於實現回熱。斯特林構想的熱機由兩個氣缸-活塞夾一個蓄熱式回熱器組成。
制約斯特林循環實際應用的因素有:高低溫熱源的等溫吸熱和等溫放熱難以實現、回熱器回熱難以實現、蓄熱式回熱器內部工質氣體殘留、蓄熱式回熱器阻力損失、活塞行程式控制制。玩具級的斯特林循環發動機和斯特林製冷機有很多產品出現, 但是對實用級的斯特林機器上述制約因素的影響迅速變大,導致其競爭力快速下降。
(10)斯特林發明擴展閱讀
斯特林機推廣中的3個方向包括:
(1)小型分布式熱電聯產系統:斯特林發動機基於其特點可應用於熱電聯產系統。熱電聯產系統從規模上分為小型分布式熱電聯產系統和大型的以熱電廠為基礎的熱電聯產系統。其中小型分布式熱電聯產系統具有設備小型化和燃料多元化等特徵。
小型分布式熱電聯產系統主要由動力裝置、供熱裝置和其他輔助裝置組成,其中動力裝置是整個系統的核心部件。天然氣首先進人燃燒器進行燃燒,產生的高溫煙氣先用來加熱發動機的高溫熱腔(區),然後與換熱器進行換熱,得到熱水流入儲槽作為生活熱水,低溫廢氣則從尾氣管排出。
同時,冷水冷卻發動機的低溫冷腔(區)也被加熱得到熱水。工質則在高溫熱腔與低溫冷腔之間循環流動,推動活塞往復運動對外做功,帶動發動機發電。
(2)低能級的余熱回收:斯特林機也特別適合用來回收利用低能級的余熱,如工廠余熱、地熱、太陽能等,以取得良好的節能效益。
(3)移動式動力源:對斯特林發動機進行小型化和輕量化改造,並改善其控制性能後,亦可作為推士機、壓路機,甚至是潛水艇的動力來源。