Модель двигуна Стірлінга
Двигун Стірлінга - це двигун зовнішнього згоряння, в якому теплова енергія підводиться до робочому тілу (у нашому випадку - до повітря) ззовні - через стінку циліндра. Принцип дії його заснований на відомому фізичному законі - розширенні та стисненні повітря при нагріванні і охолодженні. Тому стірлінг називають ще повітряно-тепловим двигуном. Зрозуміти роботу двигуна, який Стірлінг розробив ще в 1816 році, нам допоможе модель, описана в книзі С. Баранова В«Діючі моделі теплових машинВ» (рік видання 1936-й). Спочатку про те, як влаштована модель стирлинга. p> Вона збирається з чотирьох основних частин: двох сполучених циліндрів - теплообмінного 6 і робочого 3, камери нагріву - назвемо її топкою 4 - і резервуара з холодною водою (на схемах I-III він не показаний, див. його на загальному вигляді двигуна). У верхній частині теплообмінного циліндра 6 герметично впаяна камера 7 для води. Її завдання - охолодити нагріте повітря. p> Через цю камеру проходить шток поршня, що витискує 5. Витіснювач встановлений в циліндрі 6 з зазором, не торкаючись стінок. Робочий поршень 2, навпаки, щільно підігнаний до циліндру 3 і рухається по ньому практично без зазору. Між собою витіснювач 5 і робочий поршень 2 з'єднані через кривошипно-шатунний механізм, причому кривошип і ексцентрик встановлені відносно один одного зі зсувом фаз на 90 В°. Циліндри з'єднані між собою трубкою, і тому повітря може легко проходити з теплообмінного в робочий циліндр, і навпаки. Кривошипно-шатунний механізм складається з кривошипа з шатуном і віссю (вузол 8), ексцентрика 1 і маховика 9. p> Діаметр маховика 80 мм, а відстань від осі до пальця ексцентрика 14 мм. Отже, припустимо, що ми поставили спиртівку в топку 4 і почали нагрівати дно циліндра 6. Через деякий час повітря під поршнем-витіснювачем нагріється (а значить, розшириться) і спрямується вгору (нагадаємо: між витіснювачем і стінкою циліндра є зазор). Зрушимо маховик 9 з мертвої точки, і поршень-витіснювач 5 почне підніматися вгору, витісняючи при цьому холодне повітря зверху вниз. Повільно почне рухатися і робочий поршень 2. Холодне повітря, стикаючись з розпеченим дном циліндра 6, нагріється, тиск зросте, і повітря по трубці піде в робочий циліндр 3. Поршень 2 під його впливом почне свій робочий хід. Поршень рухається вгору, а тим часом витіснювач вже став опускатися вниз, тому що фази їх, як уже було сказано, зрушені на 90 В°. Поршень зайняв верхнє положення і під дією інерції маховика 9 починає опускатися вниз, витісняючи в циліндр 6 відпрацьований, що втратив первісну теплоту повітря. p> Потрапивши у верхню частину теплообмінного циліндра, він ще більше охолоджується і зменшується в об'ємі. Витіснювач ж при зворотному ході робочого поршня знову починає підніматися і знову переганяє холодне повітря зверху вниз. Стикаючись з розпеченим дном циліндра 6, холодне повітря нагрівається, розширюється, і цикл повторюється. Головне в роботі такого дви...
