斯特林发动机的原理探究以及未来发展
学校:平凉一中 班级:2017届19班
指导教师:柳荣春 组长:卢彬
组员:高阳阳 刘译遥 颉映汝 兰子文 胡鑫鑫 张楷浛中国一汽奔腾b50
摘要:随着全球能源与环保的形势日趋严峻,斯特林发动机由于其具有多种能源的广泛适应性和优良的环境特性已越来越受到重视。基于以上因素,本文结合实践,对于斯特林发动机的循环原理,优缺点进行了研究,对其应用以及研发改良进行相关探讨,并对其未来发展作出合理展望。
关键词:斯特林发动机 能源 环境 循环原理 研发改良
斯特林发动机是英国物理学家罗巴特·斯特林于1816年发明的,所以命名为“斯特林发动机”。斯特林发动机是通过气缸内工作介质(氢气或氦气)经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力,因此又被称为热气机。斯特林发动机是一种外燃发动机,其有效效率一般介于汽油机与柴油机之间。
大众是哪国的品牌一、 斯特林发动机的循环原理
斯特林发动机及其循环编辑
1816年伦敦牧师Robert Stirling 提出了一种活塞式热气发动机一斯特 林发动机的构想,这是一种外部加热的闭式循环发动机。该循环由两个等温过程和两个定容回热过程组成,属于概括性卡诺循环的一种。实现斯特林循环的关键在于实现回热。斯特林构想的热机由两个气缸-活塞夹一个蓄热式回热器组成。其制冷工作过程工作原理如下:
两个气缸-活塞系统为膨胀气缸-活塞系统和压缩气缸-活塞系统,分别对应于高温吸热和低
温放热过程。两个气缸内工质气体通过蓄热式回热器连通,假定两个气缸缸套保持良好等温传热能力,以保证缸内气体温度各自始终不变(等温),稳态工作状况下,蓄热式回热器已经建立了从低温( 膨胀气缸)到高温(压缩气缸)的稳定温度梯度。定义两个气缸-活塞系统中活塞靠近蓄热式回热器的行程止点为近止点,远离回热器的行程止点为远止点。选取循环开始时压缩活塞位于远止点,膨胀活塞位于近止点。此时工质气体完全处于压缩气缸中(假定理想情况下回热器内不存储气体),状态点编号为2。水平对置发动机优缺点
循环开始后,压缩活塞向近止点运动,膨胀活塞不动,气体压力升高,比体积缩小(密度增大),是为等温压缩放热过程。当缸内气体压力达到额定压力,状态达到3点,膨胀活塞开始离开近止点向远止点运动,工质气体经蓄热式回热器流人膨胀气缸,蓄热器蓄热能力无限大且传热良好,从压缩缸到膨胀缸沿程各点温度保持稳定,工质经过蓄热器时沿程各点均为等温放热,于是工质密度不变,通过蓄热器后变化到状态点汽车开天窗4。压缩活塞到达近止点,全部工质通过蓄热器到达膨胀气缸,也全部到达状态点4。而后压缩活塞保持不动,膨胀活赛继续向远止点运动,气体进人定温膨胀新皇冠sportcross国内首发吸热过程。该过程中,工质从膨胀气缸缸套等温吸热,压力降低,密度减小(比体积增大)。膨胀活塞到达远止点,过程完成,终于状态点1。然后膨胀活塞从远止点出发,压缩活塞从近止点出发,分别在同一时刻到达近止点和远止点,期间工质气体全部通过蓄热器进入压缩气缸,同时在蓄热器内沿程各点等温吸取之前释人的热能,实现回热,并回到状态点2。 雪福来 迈锐宝
二、 斯特林发动机优点
1、适用于各种能源。
无论是液态的、气态的或固态的燃料,当采用载热系统(如热管)间接加热时,几乎可以使用任何高温热源,如:生物质能(柴火等),而发动机本身(除加热器外)不需要作任何更改同
时热气机无需压缩机增压,使用一般风机即可满足要求,并允许燃料具有较高的杂质含量;太阳能,这是斯特林发动机较为常见的用途之一;放射性同位素,常见于用于潜艇、深空的AIP系统。
2、噪音小。
热气机在运行时,由于燃料的燃烧是连续的,因此避免了类似内燃机的爆震做功和间歇燃烧过程,从而实现了低噪音的优势。这使得它可以用在潜艇上以得到较好的隐蔽性。热气机单机容量小,机组容量从20-50kw,可以因地制宜的增减系统容量。结构简单,零件数比内燃机少40%,降价空间大,同时维护成本也较低。
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