Cum să faci un motor Stirling simplu. Cum să-ți faci propriul motor Stirling. Motor Stirling dintr-o cutie de conserve

A înlocuit alte tipuri de centrale electrice, cu toate acestea, lucrările menite să elimine utilizarea acestor unități sugerează o schimbare iminentă a pozițiilor de conducere.

La început progres tehnic Când a început prima utilizare a motoarelor care ardeau combustibil intern, superioritatea lor nu era evidentă. Motor cu aburi, în calitate de concurent, conține o mulțime de avantaje: alături de parametrii de tracțiune, este silentios, omnivor, ușor de controlat și configurat. Dar ușurința, fiabilitatea și eficiența au permis motorului cu ardere internă să preia aburul.

Astăzi, problemele de ecologie, eficiență și siguranță sunt în prim plan. Acest lucru îi obligă pe ingineri să se concentreze pe unitățile de producție alimentate cu surse regenerabile de combustibil. În secolul al XVI-lea, Robert Stirling a înregistrat un motor alimentat de surse externe căldură. Inginerii cred că această unitate este capabilă să înlocuiască liderul modern. Motorul Stirling combină eficiența, fiabilitatea, funcționează liniștit, cu orice combustibil, acest lucru face ca produsul să devină un jucător pe piața auto.

Robert Stirling (1790-1878):

Istoria motorului Stirling

Inițial, instalația a fost dezvoltată pentru a înlocui o mașină alimentată cu abur. Cazanele mecanismelor cu abur au explodat când presiunea a depășit standardele admise. Din acest punct de vedere, Stirling este mult mai sigur funcționează folosind diferențe de temperatură.

Principiul de funcționare al motorului Stirling este de a furniza sau extrage alternativ căldură din substanța pe care se lucrează. Substanța în sine este închisă într-un volum închis. Rolul substanței de lucru este îndeplinit de gaze sau lichide. Există substanțe care acționează ca două componente; gazul este transformat în lichid și invers. Motorul cu piston lichid Stirling este de dimensiuni mici, puternic și produce presiune ridicată.

Scăderea și creșterea volumului de gaz în timpul răcirii sau, respectiv, încălzirii este confirmată de legea termodinamicii, conform căreia toate componentele: gradul de încălzire, cantitatea de spațiu ocupată de substanță, forța care acționează pe unitate de suprafață. sunt înrudite și descrise prin formula:

P*V=n*R*T

• P este forța gazului în motor pe unitate de suprafață;
• V – valoarea cantitativă ocupată de gaz în spațiul motor;
• n – cantitatea molară de gaz din motor;
• R – constanta de gaz;
• T – gradul de încălzire cu gaz în motor K,

Model de motor Stirling:

Datorită lipsei de pretenții a instalațiilor, motoarele se împart în: combustibil solid, combustibil lichid, energie solară, reactie chimicași alte tipuri de încălzire.

Ciclu

Motorul cu ardere externă Stirling utilizează același set de fenomene. Efectul acțiunii în curs în mecanism este mare. Datorită acestui lucru, este posibil să proiectați un motor cu performanțe bune în dimensiuni normale.

Trebuie avut în vedere faptul că designul mecanismului include un încălzitor, un frigider și un regenerator, un dispozitiv care elimină căldura din substanță și returnează căldura la momentul potrivit.

Ciclul Stirling ideal (diagrama temperatură-volum):

Fenomene circulare ideale:

• 1-2 Modificarea dimensiunilor liniare ale unei substanțe cu temperatură constantă;
• 2-3 Îndepărtarea căldurii de la substanță la schimbătorul de căldură, spațiul ocupat de substanță în mod constant;
• 3-4 Reducerea forțată a spațiului ocupat de substanță, temperatura este constantă, căldura este transferată la răcitor;
• 4-1 Creșterea forțată a temperaturii unei substanțe, spațiul ocupat este constant, căldura este furnizată de un schimbător de căldură.

Ciclul Stirling ideal (diagrama presiune-volum):

Din calculul (mol) substanței:

Aport de căldură:

Căldura primită de răcitor:

Schimbătorul de căldură primește căldură (procesul 2-3), schimbătorul de căldură emite căldură (procesul 4-1):

R – Constanta universală de gaz;

СV – abilitate gaz ideal rețin căldura păstrând în același timp aceeași cantitate de spațiu ocupat.

Datorită utilizării unui regenerator, o parte din căldură rămâne ca energie a mecanismului, neschimbându-se în timpul fenomenelor circulare care trec. Frigiderul primește mai puțină căldură, astfel încât schimbătorul de căldură economisește căldură de la încălzitor. Acest lucru crește eficiența instalației.

Eficiența fenomenului circular:

ɳ =

Este de remarcat faptul că, fără un schimbător de căldură, un set de procese Stirling este fezabil, dar eficiența acestuia va fi semnificativ mai mică. Trecerea printr-un set de procese înapoi duce la o descriere a mecanismului de răcire. În acest caz, prezența unui regenerator, condiție cerută, deoarece la trecerea (3-2) este imposibil să încălziți substanța din răcitor, a cărui temperatură este mult mai mică. De asemenea, este imposibil să transferați căldură către încălzitorul (1-4), a cărui temperatură este mai mare.

Principiul de funcționare a motorului

Pentru a înțelege cum funcționează un motor Stirling, să înțelegem structura și frecvența fenomenelor unității. Mecanismul transformă căldura primită de la încălzitorul situat în exteriorul produsului într-o forță asupra corpului. Întregul proces are loc datorită unei diferențe de temperatură a substanței de lucru situată într-un circuit închis.

Principiul de funcționare al mecanismului se bazează pe expansiunea datorată căldurii. Imediat înainte de expansiune, substanța într-o buclă închisă este încălzită. În consecință, înainte de a fi comprimată, substanța este răcită. Cilindrul însuși (1) este învelit într-o manta de apă (3), iar căldura este furnizată în partea inferioară. Pistonul care face lucrul (4) este plasat într-un manșon și etanșat cu inele. Între piston și fund există un mecanism de deplasare (2), care are goluri semnificative și se mișcă liber. Substanța, situată într-o buclă închisă, se deplasează în volumul camerei datorită deplasatorului. Mișcarea materiei este limitată în două direcții: partea inferioară a pistonului, partea inferioară a cilindrului. Mișcarea deplasatorului este asigurată de o tijă (5), care trece prin piston și funcționează datorită unui excentric cu o întârziere de 90° în comparație cu antrenarea pistonului.

• Poziția „A”:

Pistonul este situat în poziția cea mai de jos, substanța este răcită de pereți.

• Poziția „B”:

Deplasatorul ocupă poziția superioară, se mișcă, trece substanța prin fantele de la capăt până în jos și se răcește singur. Pistonul rămâne nemișcat.

• Poziția „C”:

Substanța primește căldură, sub influența căldurii crește în volum și ridică expandorul cu pistonul în sus. Lucrarea este gata, după care dispozitivul de deplasare se scufundă în fund, împingând substanța și răcindu-se.

• Poziția „D”:

Pistonul se mișcă în jos, comprimă substanța răcită și muncă utilă. Volanul servește ca un acumulator de energie în design.

Modelul considerat nu are regenerator, deci eficiența mecanismului nu este ridicată. Căldura substanței după terminarea lucrului este transferată la lichidul de răcire folosind pereții. Temperatura nu are timp să scadă cu cantitatea necesară, astfel încât timpul de răcire este prelungit, iar turația motorului este scăzută.

Tipuri de motoare

Din punct de vedere structural, există mai multe opțiuni care utilizează principiul Stirling, principalele tipuri sunt luate în considerare:

Designul folosește două pistoane diferite plasate în circuite diferite. Primul circuit este folosit pentru încălzire, al doilea circuit este folosit pentru răcire. În consecință, fiecare piston are propriul său regenerator (cald și rece). Dispozitivul are un raport putere-volum bun. Dezavantajul este că temperatura regeneratorului fierbinte creează dificultăți de proiectare.

• Motor "β - Stirling":

Designul folosește o singură buclă închisă, cu temperaturi diferite la capete (rece, fierbinte). Un piston cu un deplasator este situat în cavitate. Deplasatorul împarte spațiul într-o zonă rece și cea fierbinte. Schimbul de frig și căldură are loc prin pomparea unei substanțe printr-un schimbător de căldură. Din punct de vedere structural, schimbătorul de căldură este realizat în două versiuni: extern, combinat cu un deplasator.

• Motor „γ - Stirling”:

Mecanismul cu piston presupune utilizarea a două circuite închise: rece și cu deplasator. Puterea este eliminată de la pistonul rece. Pistonul cu cilindrul este cald pe o parte și rece pe cealaltă. Schimbatorul de caldura este situat atat in interiorul cat si in exteriorul structurii.

Unele centrale electrice nu sunt similare cu principalele tipuri de motoare:

• Motor rotativ Stirling.

Din punct de vedere structural, invenția are două rotoare pe un arbore. Piesa efectuează mișcări de rotație într-un spațiu cilindric închis. Este stabilită o abordare sinergică a implementării ciclului. Corpul conține fante radiale. Lamele cu un anumit profil sunt introduse în adâncituri. Plăcile sunt plasate pe rotor și se pot deplasa de-a lungul axei pe măsură ce mecanismul se rotește. Toate detaliile creează volume schimbătoare cu fenomene care au loc în ele. Volumele diferitelor rotoare sunt conectate folosind canale. Locația canalelor este deplasată la 90° unul față de celălalt. Deplasarea rotoarelor unul față de celălalt este de 180°.

• Motor Stirling termoacustic.

Motorul folosește rezonanța acustică pentru a efectua procese. Principiul se bazează pe mișcarea materiei între o cavitate caldă și cea rece. Circuitul reduce numărul de părți în mișcare, dificultatea de a elimina puterea primită și menținerea rezonanței. Designul se referă la tipul de motor cu piston liber.

Motor Stirling de bricolaj

Astăzi, destul de des într-un magazin online găsești suveniruri realizate sub forma motorului în cauză. Din punct de vedere structural și tehnologic, mecanismele sunt destul de simple, dacă se dorește, un motor Stirling poate fi ușor construit cu propriile mâini din materialele disponibile. Puteți găsi o cantitate mare de materiale pe Internet: videoclipuri, desene, calcule și alte informații despre acest subiect.

Motor Stirling la temperatură joasă:

• Să luăm în considerare cea mai simplă versiune a unui motor cu val, pentru care veți avea nevoie de o cutie de tablă, spumă poliuretanică moale, un disc, șuruburi și agrafe. Toate aceste materiale sunt ușor de găsit acasă, tot ce rămâne este să faci următoarele:
• Luați spumă moale de poliuretan, tăiați cu doi milimetri mai mic în diametru față de diametrul interior conserve cerc. Înălțimea spumei este cu doi milimetri mai mult decât jumătate din înălțimea cutiei. Cauciucul spongios joacă rolul unui dispozitiv de deplasare în motor;
• Luați capacul borcanului, faceți o gaură în mijloc, de doi milimetri în diametru. Lipiți o tijă tubulară pe orificiu, care va acționa ca ghid pentru biela motorului;
• Luați un cerc tăiat din spumă, introduceți un șurub în mijlocul cercului și blocați-l pe ambele părți. Lipiți o agrafă de hârtie preîndreptată pe mașină de spălat;
• Faceți o gaură la doi centimetri de centru, cu diametrul de trei milimetri, treceți dispozitivul de deplasare prin orificiul central al capacului, lipiți capacul la borcan;
• Faceți un cilindru mic din tablă, de un centimetru și jumătate în diametru, lipiți-l pe capacul cutiei, astfel încât orificiul lateral al capacului să fie clar centrat în interiorul cilindrului motorului;
• Faceți un arbore cotit al motorului dintr-o agrafă. Calculul se efectuează în așa fel încât distanța dintre genunchi să fie de 90°;
• Faceți un suport pentru arborele cotit al motorului. Din folie de polietilenă faceți o membrană elastică, puneți filmul pe cilindru, împingeți-l, fixați-l;

• Faceți-vă propria biela de motor, îndoiți un capăt al produsului îndreptat în formă de cerc, introduceți celălalt capăt într-o bucată de radieră. Lungimea este reglată astfel încât în ​​punctul cel mai de jos al arborelui membrana să fie retrasă, iar în punctul cel mai înalt membrana să fie extinsă cât mai mult posibil. Reglați cealaltă biela folosind același principiu;
• Lipiți biela motorului cu un vârf de cauciuc pe membrană. Fixați biela fără vârf de cauciuc pe deplasator;
• Pune-o pe mecanism manivelă volant motor din disc. Atașați picioarele de borcan pentru a nu ține produsul în mâini. Înălțimea picioarelor vă permite să plasați o lumânare sub borcan.

După ce a fost posibil să faci un motor Stirling acasă, motorul este pornit. Pentru a face acest lucru, puneți o lumânare aprinsă sub borcan, iar după ce borcanul s-a încălzit, dați o împingere volantului.

Opțiunea de instalare considerată poate fi asamblată rapid acasă, ca ajutor vizual. Dacă îți stabilești un obiectiv și dorești să faci un motor Stirling cât mai aproape de analogii din fabrică, în acces liber Sunt desene cu toate detaliile. Execuție pas cu pas fiecare nod vă va permite să creați un aspect funcțional nu mai rău decât versiunile comerciale.

Avantaje

Motorul Stirling are următoarele avantaje:

• Pentru ca motorul să funcționeze, este necesară o diferență de temperatură ce combustibil provoacă încălzirea nu este important;
• Nu este nevoie să folosiți atașamente și echipamente auxiliare, designul motorului este simplu și fiabil;
• Durata de viață a motorului, datorită caracteristicilor sale de proiectare, este de 100.000 de ore de funcționare;
• Funcționarea motorului nu creează zgomote străine, deoarece nu există detonație;
• Procesul de funcționare a motorului nu este însoțit de emisia de substanțe reziduale;
• Funcționarea motorului este însoțită de vibrații minime;
• Procesele din cilindrii instalației sunt ecologice. Utilizarea sursei potrivite de căldură vă va menține motorul curat.

Defecte

Dezavantajele motorului Stirling includ:

• Este dificil să se stabilească producția de masă, deoarece proiectarea motorului necesită utilizarea unei cantități mari de materiale;
• Greutate mare și dimensiuni mari motor, deoarece pentru o răcire eficientă este necesar să folosiți un radiator mare;
• Pentru a crește eficiența, motorul este amplificat, folosind substanțe complexe (hidrogen, heliu) ca fluid de lucru, ceea ce face ca funcționarea unității să fie periculoasă;
• Rezistența la temperaturi ridicate a aliajelor de oțel și conductivitatea lor termică complică procesul de fabricație a motorului. Pierderile semnificative de căldură în schimbătorul de căldură reduc eficiența unității, iar utilizarea unor materiale specifice face ca fabricarea motorului să fie costisitoare;
• Pentru a regla și comuta motorul din mod în mod, trebuie utilizate dispozitive speciale de control.

Utilizare

Motorul Stirling și-a găsit nișa și este utilizat în mod activ acolo unde dimensiunea și omnivoritatea sunt un criteriu important:

• Motor Stirling-generator electric.

Mecanism de transformare a căldurii în energie electrica. Adesea sunt produse folosite ca generatoare turistice portabile, instalatii pentru utilizarea energiei solare.

• Motorul este ca o pompă (electrică).

Motorul este utilizat pentru instalare într-un circuit sisteme de incalzire, economisind energie electrică.

• Motorul este ca o pompă (încălzitor).

În țările cu climă caldă, motorul este folosit ca încălzitor de spațiu.

Motor Stirling pe un submarin:

• Motorul este ca o pompă (răcitor).

Aproape toate frigiderele folosesc pompe de căldură Prin instalarea unui motor Stirling, resursele sunt economisite.

• Motorul este ca o pompă, creând grade ultra-scăzute de încălzire.

Aparatul este folosit ca frigider. Pentru a face acest lucru, procesul este pornit în reversul. Unitățile lichefiază gazul și răcesc elementele de măsurare în mecanisme de precizie.

• Motor pentru echipamente subacvatice.

Submarinele din Suedia și Japonia sunt propulsate de motoare.

Motor Stirling ca instalație solară:

• Motorul este ca un acumulator de energie.

Combustibilul din astfel de unități, sarea topită și motorul sunt folosite ca sursă de energie. Rezervele de energie ale motorului sunt înaintea elementelor chimice.

• Motor solar.

Transformă energia solară în electricitate. Substanța în acest caz este hidrogen sau heliu. Motorul este plasat în punctul focal al concentrației maxime de energie solară creată folosind o antenă parabolică.

Motorul Stirling, cândva celebru, a fost uitat multă vreme din cauza utilizării pe scară largă a unui alt motor (combustie internă). Dar astăzi auzim din ce în ce mai multe despre el. Poate că are șansa să devină mai popular și să-și găsească locul într-o nouă modificare în lumea modernă?

Poveste

Motorul Stirling este un motor termic care a fost inventat la începutul secolului al XIX-lea. Autorul, după cum este clar, a fost un anume Stirling pe nume Robert, un preot din Scoția. Dispozitivul este un motor cu ardere externă, în care corpul se mișcă într-un recipient închis, schimbându-și constant temperatura.

Datorită răspândirii unui alt tip de motor, acesta a fost aproape uitat. Cu toate acestea, datorită avantajelor sale, astăzi motorul Stirling (mulți amatori îl construiesc acasă cu propriile mâini) revine din nou.

Principala diferență față de un motor cu ardere internă este că energia termică vine din exterior și nu este generată în motorul în sine, ca într-un motor cu ardere internă.

Principiul de funcționare

Vă puteți imagina un volum de aer închis, închis într-o carcasă cu o membrană, adică un piston. Când carcasa se încălzește, aerul se extinde și funcționează, îndoind astfel pistonul. Apoi are loc răcirea și se îndoaie din nou. Acesta este ciclul de funcționare al mecanismului.

Nu este de mirare că mulți oameni își fac propriul motor Stirling termoacustic acasă. Acest lucru necesită un minim strict de instrumente și materiale, care pot fi găsite în casa tuturor. Luați în considerare două căi diferite cât de ușor este să creezi unul.

Materiale pentru lucru

Pentru a face un motor Stirling cu propriile mâini, veți avea nevoie de următoarele materiale:

• staniu;
• spiță de oțel;
• tub de alama;
• ferăstrău;
• fişier;
• suport din lemn;
• foarfece metalice;
• piese de fixare;
• ciocan de lipit;
• lipire;
• lipire;
• mașinărie.

Asta este tot. Restul este o chestiune de tehnică simplă.

Cum se face

Din tablă se prepară un focar și doi cilindri pentru bază, din care va consta motorul Stirling, realizat cu propriile mâini. Dimensiunile sunt selectate independent, ținând cont de scopurile pentru care este destinat acest dispozitiv. Să presupunem că motorul este făcut pentru demonstrație. Apoi, dezvoltarea cilindrului principal va fi de la douăzeci la douăzeci și cinci de centimetri, nu mai mult. Părțile rămase trebuie să se adapteze la acesta.

În partea superioară a cilindrului, sunt făcute două proeminențe și găuri cu un diametru de patru până la cinci milimetri pentru a deplasa pistonul. Elementele vor acționa ca lagăre pentru locația dispozitivului manivelă.

Mai departe o fac fluid de lucru motor (va deveni apă obișnuită). Cercurile de tablă sunt lipite de cilindru, care este rulat într-o țeavă. În ele se fac găuri și se introduc tuburi de alamă de la douăzeci și cinci până la treizeci și cinci de centimetri lungime și cu un diametru de patru până la cinci milimetri. La final, ei verifică cât de etanșă a devenit camera umplând-o cu apă.

Urmează rândul deplasatorului. Pentru fabricație, se ia un semifabricat din lemn. Mașina este utilizată pentru a se asigura că ia forma unui cilindru obișnuit. Deplasatorul trebuie să fie puțin mai mic decât diametrul cilindrului. Înălțime optimă o selectează după ce motorul Stirling este făcut cu propriile mâini. Prin urmare, în această etapă, lungimea ar trebui să includă o anumită marjă.

Spița este transformată într-o tijă de cilindru. Se face o gaură în centrul recipientului de lemn care se potrivește tijei și se introduce. În partea superioară a tijei este necesar să se asigure spațiu pentru dispozitivul de biela.

Apoi iau tuburi de cupru lungi de patru centimetri și jumătate și diametru de doi centimetri și jumătate. Un cerc de staniu este lipit de cilindru. Pe părțile laterale ale pereților se face o gaură pentru a conecta recipientul cu cilindrul.

Pistonul este de asemenea reglat la strung la diametrul cilindrului mare din interior. Tija este conectată în partea de sus într-un mod articulat.

Asamblarea este finalizată și mecanismul este reglat. Pentru a face acest lucru, pistonul este introdus în cilindru dimensiune mai mareși conectați-l pe acesta din urmă la un alt cilindru mai mic.

Un mecanism de manivelă este construit pe un cilindru mare. Fixați piesa motorului folosind un fier de lipit. Părțile principale sunt fixate pe o bază de lemn.

Cilindrul este umplut cu apă și o lumânare este plasată sub fund. Un motor Stirling, realizat manual de la început până la sfârșit, este testat pentru performanță.

A doua metodă: materiale

Motorul se poate face si in alt mod. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de următoarele materiale:

• staniu;
• spumă;
• agrafe;
• discuri;
• două șuruburi.

Cum se face

Cauciucul spongios este foarte des folosit pentru a face acasă un motor Stirling simplu, de putere redusă, cu propriile mâini. Din el este pregătit un deplasator pentru motor. Tăiați un cerc de spumă. Diametrul trebuie să fie puțin mai mic decât cel al unei conserve, iar înălțimea să fie puțin mai mare de jumătate.

Se face o gaură în centrul capacului pentru viitoarea biela. Pentru a se asigura că funcționează fără probleme, agrafa este rulată în spirală și lipită de capac.

Cercul de spumă este străpuns în mijloc cu un fir subțire și un șurub și se fixează deasupra cu o șaibă. Apoi bucata de agrafă este conectată prin lipire.

Dislocatorul este împins în orificiul din capac și conectat la cutie prin lipire pentru a-l etanșa. Se face o buclă mică pe agrafă și se face o altă gaură, mai mare, în capac.

Foaia de tablă este rulată într-un cilindru și lipită, apoi atașată la cutie, astfel încât să nu rămână deloc crăpături.

Agrafa este transformată într-un arbore cotit. Distanța ar trebui să fie exact nouăzeci de grade. Genunchiul de deasupra cilindrului este ușor mai mare decât celălalt.

Agrafele rămase sunt transformate în suporturi cu arbore. Membrana este realizată astfel: cilindrul este învelit în folie de polietilenă, presat și asigurat cu fir.

Biela este realizată dintr-o agrafă, care este introdusă într-o bucată de cauciuc și piesa terminata atașat de membrană. Lungimea bielei este făcută astfel încât în ​​punctul inferior arborelui membrana să fie trasă în cilindru, iar în punctul cel mai înalt este extinsă. A doua parte a bielei este realizată în același mod.

Unul este apoi lipit de membrană, iar celălalt de displacer.

Picioarele pentru borcan pot fi, de asemenea, realizate din agrafe și lipite. Pentru manivela se foloseste un CD.

Acum întregul mecanism este gata. Tot ce rămâne este să așezi și să aprinzi o lumânare sub ea, apoi să dai o împingere prin volant.

Concluzie

Acesta este un motor Stirling la temperatură joasă (construit cu propriile mele mâini). Desigur, în scara industriala Astfel de dispozitive sunt realizate într-un mod complet diferit. Cu toate acestea, principiul rămâne neschimbat: volumul de aer este încălzit și apoi răcit. Și acest lucru se repetă în mod constant.

În cele din urmă, uită-te la aceste desene ale motorului Stirling (îl poți face singur fără abilități speciale). Poate ai deja prins ideea și vrei să faci ceva asemănător?

Un motor Stirling este un motor care poate fi alimentat de energie termică. În acest caz, sursa de căldură nu este absolut importantă. Principalul lucru este că există o diferență de temperatură, caz în care acest motor va funcționa. Autorul și-a dat seama cum să facă un model al unui astfel de motor dintr-o cutie de Coca-Cola.

Pe stadiu final Capacul trebuie tăiat așa cum se arată în imagine. Acest lucru se face astfel încât firul deplasator să nu se prindă de marginile capacului. Foarfecele de uz casnic sunt potrivite pentru o astfel de muncă.

Drept urmare, pe o parte a vatei trebuie să formați o spirală de sârmă, astfel încât să nu iasă din vată, iar pe cealaltă parte o buclă este făcută din sârmă. Apoi, o fir de pescuit este legată de această buclă, care este ulterior trasă prin centrul diafragmei. Cauciucul vulcanizat trebuie să fie în mijlocul recipientului.

Un motor Stirling este un fel de motor care începe să funcționeze din energie termică. În acest caz, sursa de energie este complet neimportantă. Principalul lucru este că există o diferență regim de temperatură, în acest caz, un astfel de motor va funcționa. Acum ne vom uita la modul în care puteți crea un model al unui astfel de motor cu temperatură scăzută dintr-o cutie de Coca-Cola.

Materiale si accesorii

Acum ne vom uita la ce trebuie să luăm pentru a crea un motor acasă. Ce trebuie să luăm pentru Stirling:

• Balon.
• Trei cutii de cola.
• Borne speciale, cinci piese (5A).
• Nipluri pentru atașarea spițelor bicicletei (două bucăți).
• Lână metalică.
• O bucată de sârmă de oțel de treizeci de cm lungime și 1 mm în secțiune transversală.
• O bucată de sârmă mare de oțel sau cupru cu un diametru de 1,6 până la 2 mm.
• Știft din lemn cu diametrul de douăzeci de mm (lungime un cm).
• Capac sticla (plastic).
• Cablaj electric (treizeci de cm).
• Lipici special.
• Cauciuc vulcanizat (aproximativ 2 centimetri).
• Linia de pescuit (lungime treizeci de cm).
• Mai multe greutăți pentru echilibrare (de exemplu, nichel).
• CD-uri (trei bucăți).
• Butoane speciale.
• Cutie de tabla pentru crearea unui focar.
• Silicon rezistent la căldură și cutie de tablă pentru răcirea cu apă.

Descrierea procesului de creare

Etapa 1. Pregătirea borcanelor.

În primul rând, ar trebui să luați 2 cutii și să le tăiați partea de sus. Dacă vârfurile sunt tăiate cu foarfecele, spărturile rezultate vor trebui să fie pilite cu o pila.

Etapa 2. Realizarea diafragmei.

Puteți folosi un balon ca diafragmă, care ar trebui să fie întărit cu cauciuc vulcanizat. Bila trebuie tăiată și trasă pe borcan. Apoi lipim o bucată pe partea centrală a diafragmei cauciuc special. După ce lipiciul s-a întărit, in centrul diafragmei vom perfora un orificiu pentru instalarea firului. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este să folosești un buton special, care poate fi lăsat în gaură până la asamblare.

Pasul 3: Tăierea și crearea găurilor în capac.

Două găuri de câte doi mm trebuie făcute în pereții capacului; acestea sunt necesare pentru a instala axa de rotație a pârghiilor. În partea de jos a capacului trebuie făcută o altă gaură;

În ultima etapă, capacul trebuie tăiat. Acest lucru se face pentru a preveni prinderea firului de deplasare pe marginile capacului. Pentru o astfel de muncă, puteți lua foarfece de uz casnic.

Etapa 4. Foraj.

Trebuie să găuriți două găuri în borcan pentru rulmenți. În cazul nostru, acest lucru a fost realizat cu un burghiu de 3,5 mm.

Etapa 5. Realizarea unei ferestre de vizualizare.

O fereastră specială trebuie tăiată în carcasa motorului. Acum puteți observa cum funcționează toate componentele dispozitivului.

Etapa 6. Modificarea terminalelor.

Trebuie să luați bornele și să îndepărtați izolația din plastic de pe ele. Apoi vom lua un burghiu și vom face găuri la marginile terminalelor. Un total de trei terminale trebuie să fie forate. Să lăsăm două terminale negăurite.

Etapa 7. Crearea pârghiei.

Materialul folosit pentru realizarea pârghiilor este sârmă de cupru, al cărui diametru este de doar 1,88 mm. Merită să căutați pe internet exact cum să îndoiți acele de tricotat. Puteți folosi și sârmă de oțel, este mai ușor să lucrați cu sârmă de cupru.

Etapa 8. Fabricarea rulmenților.

Pentru a realiza rulmenții veți avea nevoie de două nipluri de bicicletă. Trebuie verificat diametrul găurilor. Autorul le-a găurit folosind un burghiu de doi mm.

Etapa 9. Instalarea pârghiilor și rulmenților.

Pârghiile pot fi plasate direct prin fereastra de vizualizare. Un capăt al firului ar trebui să fie lung, volantul se va sprijini pe el. Rulmenții trebuie să fie bine așezați locurile potrivite. Dacă există vreo joacă, acestea pot fi lipite.

Etapa 10. Realizarea unui deplasator.

Dislocatorul este realizat din vată de oțel pentru lustruire. Pentru a face un deplasator, se ia un fir de oțel, se creează un cârlig pe acesta și apoi o anumită cantitate de vată este înfășurată pe fir. Deplasatorul trebuie să aibă aceeași dimensiune, astfel încât să se miște fără probleme în borcan. Întreaga înălțime a dispozitivului de deplasare nu trebuie să depășească cinci centimetri.

La capăt pe o parte a vatei trebuie să faceți o spirală de sârmă, astfel încât să nu iasă din vată, iar pe cealaltă parte a firului facem o buclă. Apoi vom lega o fir de pescuit de această buclă, care ulterior va fi atrasă prin partea centrală a diafragmei. Cauciucul vulcanizat ar trebui să fie în mijlocul recipientului.

Etapa 11. Realizarea unui rezervor sub presiune

Trebuie să tăiați fundul borcanului într-un anumit mod, astfel încât să rămână aproximativ 2,5 cm de la baza acestuia. Deplasatorul împreună cu diafragma trebuie mutat în rezervor. După aceasta, întregul mecanism este transferat la capătul cutiei. Diafragma trebuie strânsă puțin ca să nu se lasă.

Apoi trebuie să luați terminalul care nu a fost forat și să treceți firul de pescuit prin el. Nodul trebuie lipit astfel încât să nu se miște. Sârma trebuie lubrifiată corespunzător cu ulei și, în același timp, asigurați-vă că dispozitivul de deplasare poate trage cu ușurință linia în spatele lui.

Etapa 12. Realizarea tijelor de împingere.

Aceste tije speciale conectează diafragma și pârghiile. Acesta este realizat dintr-o bucată de sârmă de cupru lungă de cincisprezece cm.

Etapa 13. Crearea și instalarea unui volant

Pentru a face un volant, luăm trei CD-uri vechi. Să luăm drept centru tijă de lemn. După instalarea volantului, îndoiți tija arborelui cotit, astfel încât volantul să nu cadă.

În ultima etapă, întregul mecanism este complet asamblat.

Ultimul pas, crearea focarului

Acum am ajuns la ultimul pas în crearea motorului.

Motorul lui Stirling. Pentru aproape orice persoană de casă, acest lucru minunat poate deveni un adevărat drog. Este suficient să o faci o dată și să o vezi în acțiune și vei dori să o faci din nou și din nou. Simplitatea relativă a acestor motoare le permite să fie făcute literalmente din gunoi. Nu mă voi opri aici principii generaleși dispozitiv. Există o mulțime de informații despre asta pe internet. De exemplu: Wikipedia. Să trecem imediat la construcția celui mai simplu gamma-Stirling la temperatură joasă.

Pentru a construi un motor cu propriile noastre mâini, vom avea nevoie de două capace pentru borcane de sticla. Acestea vor servi drept părți reci și fierbinți. Marginea acestor capace este tăiată cu foarfece.

Se face o gaură în centrul unui capac. Dimensiunea găurii ar trebui să fie puțin mai mică decât diametrul viitorului cilindr.

Carcasa motorului Stirling este tăiată din sticlă de plastic de sub lapte. Aceste sticle sunt doar împărțite în inele. Vom avea nevoie de unul. Trebuie remarcat faptul că soiuri diferite sticlele de lapte pot varia ușor.

Corpul este lipit de capac cu plastic epoxidic sau etanșant.

Corpul markerului este perfect ca cilindru. Acest model are un capac care este mai mic în diametru decât markerul în sine și poate deveni un piston.

O mică parte este tăiată de marcator. O parte din partea superioară a capacului este tăiată.

Acesta este un deplasator. Când funcționează un motor Stirling, acesta deplasează aerul din interiorul carcasei din partea fierbinte în partea rece și înapoi. Fabricat din burete de spalat vase. Un magnet este lipit în centru.

Deoarece capacul superior este din tablă, acesta poate fi atras de un magnet. Dislocatorul se poate bloca. Pentru a preveni acest lucru, magnetul trebuie fixat suplimentar cu un cerc de carton.

Capacul este umplut cu compus epoxidic. Sunt găurite la ambele capete pentru atașarea magnetului și a suportului bielei. Firele din găuri sunt tăiate direct cu un șurub. Aceste șuruburi sunt necesare pentru reglarea fină a motorului. Un magnet din piston este lipit de șurub și reglat astfel încât, aflându-se la fundul cilindrului, să atragă deplasatorul. De asemenea, va trebui să lipiți un dop de cauciuc pe acest magnet. O bucată de tub de bicicletă sau o gumă va fi de folos. Limitatorul este necesar pentru a preveni atracția prea puternică a pistonului și a magneților deplasatori. În caz contrar, presiunea poate să nu fie suficientă pentru a rupe conexiunea magnetică.

O garnitură de cauciuc este lipită de partea superioară a pistonului. Este necesar pentru etanșeitate și pentru a proteja carcasa de rupere.

Carcasa pistonului este realizată dintr-o mănușă de cauciuc. Trebuie să-ți tai degetul mic.

După ce carcasa este lipită, deasupra se lipește o altă garnitură de cauciuc. O gaură este străpunsă prin garniturile de cauciuc și carcasa cu o punte. Suportul bielei este înșurubat în acest orificiu. Acest suport este realizat dintr-un șurub și o șaibă lipită.

Ambalajul epoxidic a funcționat perfect ca suport de arbore cotit. Exact același borcan poate fi luat din vitamine efervescente sau aspirină.

Fundul acestui borcan este tăiat și se fac găuri. În partea superioară - pentru a ține arborele cotit. În partea de jos - pentru acces la suportul bielei.

Arborele cotit și biela sunt realizate din sârmă. Lucrurile albe sunt limitatorul. Fabricat dintr-un tub Chupa Chups. Din acest tub sunt tăiate bucăți mici, iar părțile rezultate sunt tăiate pe lungime. Acest lucru le face mai ușor de îmbrăcat. Înălțimea cotului este determinată de jumătate din distanța pe care trebuie să o parcurgă cilindrul de la punctul cel mai de jos până la cel mai înalt punct la care conexiunea magnetică încetează să funcționeze.

Așadar, suntem cu toții pregătiți pentru primele teste. Mai întâi trebuie să verificați etanșeitatea. Trebuie să suflați în cilindru. Puteți aplica spumă din lichidul de spălat vase pe toate îmbinările. Cea mai mică scurgere de aer și motorul nu va funcționa. Dacă totul este în regulă cu etanșarea, puteți introduce pistonul și fixați carcasa cu o bandă de cauciuc.

În poziția inferioară a cilindrului, deplasatorul trebuie tras în sus. In continuare, intreaga structura este asezata pe o cana cu apa fierbinte. După ceva timp, aerul din interiorul motorului va începe să se încălzească și va împinge pistonul afară. La un moment dat, conexiunea magnetică va fi ruptă și deplasatorul va cădea în jos. În acest fel, aerul din motor va înceta să intre în contact cu partea încălzită și va începe să se răcească. Pistonul va începe să se retragă. În mod ideal, pistonul ar trebui să înceapă să se miște în sus și în jos. Dar acest lucru s-ar putea să nu se întâmple. Fie presiunea nu va fi suficientă pentru a deplasa pistonul, fie aerul se va încălzi prea mult și pistonul nu se va retrage complet. În consecință, acest motor poate avea zone moarte. Nu este deosebit de înfricoșător. Principalul lucru este că zonele moarte nu sunt prea mari. Pentru a compensa punctele moarte, este nevoie de un volant.

O altă parte foarte importantă a acestei etape este că aici puteți simți principiul de funcționare al motorului Stirling. Îmi amintesc primul meu stirling care nu a funcționat doar pentru că nu mi-am putut da seama cum și de ce funcționează chestia asta. Aici, ajutând pistonul să se miște în sus și în jos cu mâinile, puteți simți cum crește și scade presiunea.

Acest design poate fi îmbunătățit ușor prin adăugarea unei seringi coperta. Această seringă trebuie, de asemenea, plasată pe epoxid, suportul pentru ac trebuie tăiat puțin. Poziția pistonului în seringă ar trebui să fie în poziția de mijloc. Această seringă poate fi folosită pentru a regla volumul de aer din interiorul motorului. Pornirea și reglarea vor fi mult mai ușoare.

Astfel, puteți instala suportul arborelui cotit. Înălțimea de atașare a bielei la cilindru se reglează cu un șurub.

Volanul este realizat dintr-un CD. Orificiul este sigilat cu plastic epoxidic. Apoi trebuie să forați o gaură exact în centru. Găsirea centrului este foarte ușoară. Utilizarea proprietăților triunghi dreptunghicînscris într-un cerc. Ipotenuza sa trece prin centru. Trebuie să atașați o foaie de hârtie în unghi drept față de marginea discului. Orientarea nu este importantă. Așezați semne acolo unde părțile laterale ale foii se intersectează cu marginea discului. O linie trasată prin aceste semne va trece prin centru. Dacă desenăm o a doua linie într-un loc diferit, atunci la intersecție vom obține centrul exact.

Motorul este gata.

Puneți motorul Stirling pe o cană cu apă clocotită. Așteptăm puțin și ar trebui să funcționeze de la sine. Dacă acest lucru nu se întâmplă, trebuie să-l ajutați ușor cu mâna.

Procesul de fabricație pe video.

Motor Stirling la lucru