自做_斯特林发动机_模型图纸
自制斯特林发动机diy图解
自制斯特林发动机diy图解
结构图
所需材料和工具
用钢丝球做移气活塞,长度为易拉罐的一半
将气球剪掉一半
然后用双面胶粘在瓶盖上并钻一个小孔(不能太大也不能太小,大太大会漏气,太小摩擦力就大了)
把移气活塞放入易拉罐,然后将气球套在上而面,用胶粘好
再做个一个用来冷却的水箱。
先将大易拉罐底下钻一圈孔
然后就能轻松把易拉罐底部开一个大圆出来
制作曲轴:用钳子加工铜丝,曲轴那里要有90度的相位角。
制作飞轮:用502胶将四片光盘和砂轮片粘起来然然后再粘个轮子
之后组装
大功告成了,只是由于手机没多少流量了不能发视频,真不好意思。
斯特林发动机模型制作大全
制作热声效应斯特林引擎十九世纪的吹玻璃工人,偶尔会听到被加热的玻璃管自然发出神秘的单音,这令人费解的声音其实是热机的另一种输出形式。
一般的引擎以转动的形式输出能量;声音也具有能量,只不过以空气作为传递的媒介。
热声效应的原理空气振动形成声音,声音发生时,为方便讨论,将传播声音的空气分成无数小块空气,应用牛顿力学来分析空气振动的情形,会得到声音的波动方程式,此方程式的解显示:声音传播时,各个小块空气都会发生膨胀收缩和位移。
如果小块空气被压缩后,再被加热膨胀,对周围空气作较大的正功;之后这小块空气又先被冷却,再被压缩,作较小的负功 (周围空气对这小块空气作较小的功) 。
虽然这小块空气并非对活塞或涡轮作功,而是对周围空气作功,事实上也完成了工作流体加热后膨胀,冷却后被压缩的热机循环,把热能转换成声音振动的能量,增加声音的强度,此即所谓“热声效应”。
凡是利用工作流体在冷、热区间移动,执行压缩的工作流体经加热而膨胀作正功,膨胀后先冷却再压缩作负功的热机循环,这样的机构都被归类为斯特林引擎。
利用热声效应把热能转换成机械能的装置,也就称为热声效应斯特林引擎(thermoacoustics stirling heat engine) ,热声效应斯特林引擎大致可分为驻波(standing wave)和行波(traveling wave)两种。
驻波型斯特林引擎的作功原理驻波型斯特林引擎,基本上是一端闭口,一端开口的管状共振腔,在共振腔内近闭口端装有热片堆(stack),热片堆中有许多平行共振腔轴向的密集穿孔。
热片堆在靠近闭端温度较高,另一端温度较低,于是延共振腔轴向的温度梯度(temperature gradient)相当大。
当驻波发生时,热堆片穿孔中的各小块空气(工作流体)向闭口端位移,而被压缩,同时移向热片堆较高温处,该小块空气在热穿透深度(thermal penetration depth)以内的部分,会被热片堆加热,使得温度升高,随即膨胀对周围空气做较大的正功,驻波的能量于是加大,小块空气也随着膨胀,同时移至热片堆的冷端,当能量增加的驻波再度压缩这小块空气时,此小块空气已先被较低温的热片堆冷却,只消耗较少的声波能量即可被压缩。
自制饮料罐斯特林发动机详细教程
自制饮料罐斯特林发动机详细教程这里要介绍的是用饮料罐自制的方法,供大家参考。
用饮料罐做的斯特林发动机使用蜡烛作为热源,就能转动得很好。
这种发动机可以由非常简单的材料制成,包括1个饮料罐,1个气球,一些木板等。
第1步,材料的准备和加工要制作一个饮料罐斯特林发动机,你需要如下材料:10毫米厚的木板;10毫米厚的巴尔沙(轻木,做航模用的);1.5毫米直径的金属丝;钓鱼线;1个气球;5毫米边长的正方形木条;2个图钉;1个曲别针;粘土;1个200毫升的铁罐;硬纸板;蜡烛;钉子(或木螺钉);橡皮筋。
需要如下工具:钳子、剪子、锯、木胶、快干胶,润滑油。
如下图所示,这种发动机结构非常简单。
它主要由木头框架,金属丝做的曲轴,铁罐做的气缸体,气球做的隔膜几部分组成。
你可以很容易得到这些材料。
木制的活塞通过鱼线与曲轴联接。
第2步,切割木板如下图,你必须切割两块侧板,2块安装铁罐的木板和1块底板,都要厚10毫米。
你必须在侧板打孔,使曲轴的金属丝能够穿过,且顺滑转动。
第3步,制作木制活塞把几块轻木做的活塞用木胶粘在一起。
用快干胶把一段鱼线粘在活塞的正中。
注意:我用的铁罐的直径大约是50毫米,高度大约100毫米。
如果你使用其它尺寸的罐子,当然活塞的尺寸也要随着改动,活塞与罐子之间留2到3毫米的缝隙就可以了。
第4步,制作隔膜你可以用气球来做隔膜。
如下图所示,剪切气球,并在上面粘贴纸板增加强度。
在正中剪一个小孔,用来穿过鱼线。
注意小孔不可过大,鱼线刚好能穿过即可。
第5步,制作连接木条和曲轴如下图所示,制作2根边长5毫米的方木条,上面穿过曲轴的小孔要比曲轴略粗,保证摩擦力足够小。
用直径1.5毫米的金属丝弯曲成曲轴,可以直接比着木条来弯曲,保证尺寸一致。
第6步,组装隔膜和曲轴系统如下图所示,把隔膜用2个图钉钉在木方底部第7步,组装框架按图示组装框架,要保证曲轴能够非常顺滑地转动。
第8步,组装木活塞和曲轴系统把粘贴在活塞上的鱼线穿过隔膜,系在固定在曲轴上的曲别针上。
就地取材制作斯特林发动机
就地取材制作斯特林发动机1 工具和材料1.1 材料○ 移气器气缸,其中一个是有锥形底的契形罐,组装在一起○ 两个空的不锈钢汤罐,至少一个拥有锥形底○ 移气器○ 可以刚好被移气缸无摩擦纳住的铝制饮料罐。
○ 两个薄的金属碟片(例如食物罐的盖子)○ 动力活塞缸○ 铜管或者青铜管,尽量圆,约40-50mm长○ 动力活塞○ 飞轮○ 具有较低摩擦系数的球轴承○ CD片,或者其他类似的圆片,制备轮圈○ 硬币(配重)○ 横梁○ 金属片或者木头(12”厚),要保证足够厚,有一定刚度○引擎支架○ 支撑小木头(1”×1/2”也可以稍大),至少24”(600mm)长○ 一块木头作为支承座,至少12"长4"宽(300 x 100mm)其他○ 青铜管(内径1/8”)、不锈钢丝(直径1/8”)-每个约12”长(上述值并不需要非常精确,只需要不锈钢丝可以在管内可以紧贴滑行)○ 衣架铁丝○ 两个接线端子○ JB环氧胶○ 快干环氧胶(例如Araldite)1.2 工具必要工具● 钢锯● 电钻● 木工锯特别工具● 可以打磨去料的抛光工具2 设计γ型斯特林引擎(伪爱因斯坦说:γ型斯特林引擎——具有两个独立气缸,其中一缸中配备动力活塞,一缸配备移气器)的“核心”乃是一个大的移气缸纳住一个移气器(也可以称作转换器,是斯特林引擎的核心装备),该移气缸与另一个动力缸连通,动力活塞缸同时还纳住一个动力活塞,动力活塞通过一系列传动装置,反过来再为移气器提供动力。
在曲柄设计中,我采用了Darryl Boyd’s设计,加入了一个“平衡木”的系统。
利用该平衡木可以实现动力活塞和移气器的动力转换。
不是多新奇或者多巧妙,仅仅是因为……我手上就那点材料,而且看起来效果也可圈可点。
踏破铁鞋,蓦然发现,铝制易拉罐可以与不锈钢的汤罐配合的很好。
因此移气缸我决定选用不锈钢汤罐,而移气器则使用铝制的饮料罐,至于理由嘛,便宜(重点)、轻便、易安装。
Stirling Engine Plans 斯特林发动机模型简易图纸
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自制简易斯特林发动机
自制简易斯特林发动机刘文白吉林省松原市前郭县教师进修学校 138000斯特林发动机,又称外燃式发动机。
它依靠封闭在气缸内的气体热胀冷缩产生的力工作。
与传统的蒸汽机和内燃机相比,它没有复杂的配气系统,能使用各种能源。
它的工作介质(一般情况下用空气即可)在封闭的气缸内往复流动,既不象蒸汽机那样需要高压水蒸汽和消耗水,也不象内燃机那样爆炸燃烧,因此制作容易,成本低廉,安全环保,作为小学科学课程中热机和能源教学内容的知识拓展和辅助教具是很合适的,学生在二课活动中自己制作实验,也是很好的项目。
制成的简易斯特林发动机实物图如图1。
工作原理请参看图2和图3:发动机在受到热源加热时,封闭在热置换气缸和动力气缸内的空气,受热膨胀推动动力活塞上升,动力活塞运动时带动曲轴旋转,曲轴带动热置换活塞向上运动,空气穿过热置换活塞流向热置换气缸的热端,继续膨胀推动动力活塞上升;动力活塞上升到上止点时被飞轮的惯性带动通过上止点,此时在冷端经过冷却的热置换活塞已开始向下运动,空气流经低温的热置换活塞到达冷端受冷收缩,拉动力动力活塞下降。
热置换活塞和动力活塞相互配合,使发动机持续运转下去。
图1位置图2、图3位置材料和工具:铁质八宝粥易拉罐3个。
自行车辐条3根,要求辐条帽能在辐条杆上自由滑动。
空牙膏管一个。
废旧的光盘3张。
气球一个。
有韧性的泡沫塑料一块(如拖鞋底)。
大头针一个,直径2毫米铁丝20厘米。
透明胶布。
废圆珠笔管。
使用的工具为钳子,剪刀,电烙铁和焊锡(也可以使用二合一强力胶代替),锥子或钻,直尺,圆规。
制作方法:本设计使用的是八宝粥罐易拉罐,因为它的开口是一个大圆形,而饮料易拉罐的开口较小,需要扩口。
文中所给尺寸没有严格要求,并尽量说明设计原理,以便读者可以用其它容器自行设计制作。
一、加工支架易拉罐取一个易拉罐,在距罐口2厘米处左右对称地钻两个孔,孔的直径略大于自行车辐条的直径。
这两个孔是曲轴主轴(参见图1图2图5)运转孔。
斯特林发动机模型制作大全
制作热声效应斯特林引擎十九世纪的吹玻璃工人,偶尔会听到被加热的玻璃管自然发出神秘的单音,这令人费解的声音其实是热机的另一种输出形式。
一般的引擎以转动的形式输出能量;声音也具有能量,只不过以空气作为传递的媒介。
热声效应的原理空气振动形成声音,声音发生时,为方便讨论,将传播声音的空气分成无数小块空气,应用牛顿力学来分析空气振动的情形,会得到声音的波动方程式,此方程式的解显示:声音传播时,各个小块空气都会发生膨胀收缩和位移。
如果小块空气被压缩后,再被加热膨胀,对周围空气作较大的正功;之后这小块空气又先被冷却,再被压缩,作较小的负功 (周围空气对这小块空气作较小的功) 。
虽然这小块空气并非对活塞或涡轮作功,而是对周围空气作功,事实上也完成了工作流体加热后膨胀,冷却后被压缩的热机循环,把热能转换成声音振动的能量,增加声音的强度,此即所谓“热声效应”。
凡是利用工作流体在冷、热区间移动,执行压缩的工作流体经加热而膨胀作正功,膨胀后先冷却再压缩作负功的热机循环,这样的机构都被归类为斯特林引擎。
利用热声效应把热能转换成机械能的装置,也就称为热声效应斯特林引擎(thermoacoustics stirling heat engine) ,热声效应斯特林引擎大致可分为驻波(standing wave)和行波(traveling wave)两种。
驻波型斯特林引擎的作功原理驻波型斯特林引擎,基本上是一端闭口,一端开口的管状共振腔,在共振腔内近闭口端装有热片堆(stack),热片堆中有许多平行共振腔轴向的密集穿孔。
热片堆在靠近闭端温度较高,另一端温度较低,于是延共振腔轴向的温度梯度(temperature gradient)相当大。
当驻波发生时,热堆片穿孔中的各小块空气(工作流体)向闭口端位移,而被压缩,同时移向热片堆较高温处,该小块空气在热穿透深度(thermal penetration depth)以内的部分,会被热片堆加热,使得温度升高,随即膨胀对周围空气做较大的正功,驻波的能量于是加大,小块空气也随着膨胀,同时移至热片堆的冷端,当能量增加的驻波再度压缩这小块空气时,此小块空气已先被较低温的热片堆冷却,只消耗较少的声波能量即可被压缩。
自制斯特林发动机制作教程及斯特林发动机原理、图纸
自制斯特林发动机制作教程及斯特林发动机原理、图纸一杯咖啡不能化身为一杯汽油,但是它一样可以用来驱动一个发动机,只不过这个发动机有点特别,是用硬纸板做成的小型发动机,当然也不是全部用硬纸板做成,还包括黄金冲件,激光切割的铝片,低摩擦的塑料轴承以及弹性钢丝。
来自德国一家叫作Astromedia,以硬纸板小发明和小玩意为主的公司。
这个能在一杯热咖啡上就能转起来的发动机,正是斯特林发动机(Stirling engine),由于能源,环境和可持续发展等人类问题的影响,人们开始热衷发展斯特林发动机,由Robert Stirling(罗伯特斯特林)在1816年发明的外燃发动机。
前不久我们网络文摘收过一篇文章,讲著名的发明家Dean Kamen(Segway的发明者)也在挪威成立一个公司,投身于他的下一个大项目,就是使用斯特林发动机的交通工具的计划。
斯特林发动机是活塞式热气发动机,在外部加热密封气室,里面的气体(氢气或氦气)膨胀推动活塞做功,膨胀后的气体在冷气室冷却,然后进入下一个流程。
同样只要有一定值的温度差存在,都可以形成斯特林发动机,比如上面这个咖啡杯上的斯特林发动机,如果下面是冰块,它也能转起来,而且比里面是热咖啡(或热水)还要持久,一个小时左右。
斯特林发动机可以使用多种的燃料,各种可燃气体估计是最佳材料,Dean Kamen还用牛粪来作过燃料。
而且排气洁净,还有一个优势相对于内燃机来说,因为没有气体爆炸,所以大大降低了噪音污染。
这个“玩意”是不是设计也没什么值得讨论的,以前人们总是很难分辨设计师或者发明家,但现在来说好像足够分明了,设计师是明星,艺术家……,而在国内发明家基本都是农民。
如果你既是设计师,又是发明家,那么肯定会得到更多人的敬佩(人人喜欢hardcore),如果你还有商业头脑,那你就是下一个Dyson了。
虽然说学科细分很难让普通人精通几般武艺,但这不是100%的,因为一方面设计本来就是知识面广泛的学科,有深入钻研的机会,另外还有想成为非普通人的普通人呢。
斯特林热机制作方法
斯特林热机制作方法 本文介绍一款制作容易的教具:斯特林热机。
文中以图文形式详述了这款热机的工作原理,通过斯特林热机的原理流程及其说明,相信你也能制作这款教具了。
斯特林热机,又叫空气热机。
在本站曾展示了一类斯特林热机,称之为球管式斯特林热机,大家阅读此文后可对比看看这两种斯特林热机的联系和区别。
首先观察我们制作的斯特林热机装置图: 装置的全貌图 装置中的加热部分装置的水冷器(餐盘),中间为汽缸(可乐罐) 装置的玻璃注射器装置的飞轮(光碟) 接下来请分析斯特林热机结构图: 装置的实景图 斯特林热机结构图 下面按斯特林热机完成一个循环过程分四个工作状态详述斯特林热机的工作原理。
在四个工作状态中,大家请注意观察在加热过程中移气活塞和玻璃注射器的运动方向,连杆的运动方向,飞轮A点的运动幅度。
以下为斯特林热机原理流程图及其说明: 斯特林热机工作状态1: 原理图:状态1 汽缸底部被加热,里面的空气膨胀,从而推动注射器的针筒向外运动,连杆的运动方向如图中箭头所示。
此过程A点水平方向运动幅度比竖直方向大。
斯特林热机工作状态2: 原理图:状态2 由于惯性,飞轮继续转动。
此过程A点竖直方向运动幅度比水平方向大。
斯特林热机工作状态3: 原理图:状态3 当飞轮转到如图位置时,由于移气活塞被放到了汽缸底部,原来在汽缸下半体积的空气被排到上半部分。
而上半部分的汽缸是冷的,里面的空气体积收缩,于是注射器的针筒被吸回来,连杆运动方向如图中箭头所示。
此过程A点水平方向运动幅度比竖直方向大。
斯特林热机工作状态4: 原理图:状态4 由于惯性,飞轮继续转动,当移气活塞再次被提起时,汽缸上部分的冷空气被排到下部分,回到上述状态1,这样就完成一个循环。
此过程A点竖直方向运动幅度比水平方向大。
斯特林发动机图纸
斯特林发动机图纸AKI_2.GIF (13.83 KB, 下载次数: 13) 2012-7-5 04:57 上传点击文件名下载附件斯特林发动机图纸AKI_3.GIF (12.04 KB, 下载次数: 10) 2012-7-5 04:57 上传点击文件名下载附件斯特林发动机图纸分享0 收藏0回复使用道具 举报提升卡 置顶卡沉默卡 喧嚣卡 变色卡 显身卡hopehope 当前离线2#发表于 2012-7-5 04:57:59 |只看该作者在线时间18 小时威望534金钱最后登录2012-7-5注册时间2010-8-4帖子286精华积分1218UID32537IP卡狗仔卡65主题好友1218积分金牌会员金牌会员, 积分1218, 距离下一级还需1782 积分发消息2012-7-5 04:57 上传下载附件(17.24 KB)斯特林发动机图纸AKI_5.GIF (13.12 KB, 下载次数: 5)2012-7-5 04:57 上传点击文件名下载附件斯特林发动机图纸AKI_6.GIF (12.49 KB, 下载次数: 5)2012-7-5 04:57 上传点击文件名下载附件hopehope 当前离线3#发表于 2012-7-5 04:58:26 |只看该作者在线时间18 小时威望534金钱最后登录2012-7-5注册时间2010-8-4帖子286精华积分1218UID32537IP卡狗仔卡65主题好友1218积分金牌会员金牌会员, 积分1218,距离下一级还需1782积分发消息2012-7-5 04:58 上传下载附件(9.79 KB)斯特林发动机图纸AKI_8.GIF (12.01 KB, 下载次数: 5)2012-7-5 04:58 上传点击文件名下载附件斯特林发动机图纸AKI_9.GIF (16.42 KB, 下载次数: 7)2012-7-5 04:58 上传点击文件名下载附件-hopehope 当前离线在线时间18 小时威望534金钱最后登录2012-7-5注册时间2010-8-4帖子286精华积分1218UID32537IP卡狗仔卡65主题好友1218积分金牌会员金牌会员, 积分1218,距离下一级还需1782积分发消息4#发表于2012-7-5 05:00:43 |只看该作者第二款斯特林发动机图纸Let's Build a Can Stirling EngineThe Can Stirling engine can rotate using a candle as the heat source.This engine is constructed with very simple materials. There are acan, a balloon, a wood board and others.2012-7-5 05:00 上传下载附件(42.93 KB)斯特林发动机图纸A Can Stirling Engine(This engine was proposed by Mr.Saburo Tsucchida.He is teacher of Kasukabe technical high scool.)Step 1 - Material Preparation and StructureTo make the Can Stirling engine you require these materials: woodboard 10mm thick; balsa wood 10mm thick; wire 1.5mm diameter;fishing thread; a balloon; square lumber 5mm square; twothumbtacks; a paper clip; clay; a 200ml steel can; cardboard; acandle; nails (or wood screws); and rubber bands.These tools are required: cutting pliers; scissors: a saw: wood glue:some quick-drying glue: and machine oil.This engine has a very simple structure as illustrated. It makes use ofwood frames, a wire crank shaft, a can cylinder, a rubber balloondiaphragam. You can get these materials easily. The wood piston isconnected to the crankshaft with fishing thread.下载附件(13.94 KB)斯特林发动机图纸View of a Can Stirling EngineStep 2 - Cut a Wood BoardAs illustrated in the following figure, you must make two side boards, two boards to fix to the can, and a bottom board, all of 10mm thickness.You must make the holes for the crank somewhat bigger to reducefriction.2012-7-5 05:00 上传下载附件(12.76 KB)斯特林发动机图纸回复hopehope 当前离线在线时间18 小时威望534金钱最后登录2012-7-5注册时间2010-8-4帖子286精华积分1218UID32537IP卡狗仔卡65主题好友1218积分金牌会员5#发表于2012-7-5 05:01:28 |只看该作者Cut a Wood BoardStep 3 - Make a Wood PistonFit the pieces of cut balsa together with wood glue. Attach a length offishing line to the center of the piston with quick-drying glue.CAUTION: The diameter of the can which I used is about 50mm. Theheight of the can is about 100mm. If you use an other-sized can thediameter and the height of the wood piston must be fitted to the can.Clearance should be 2 or 3mm.2012-7-5 05:01 上传下载附件(9.62 KB)Make a Wood PistonStep 4 - Make a DiaphragmYou will make a diaphragm using a rubber balloon. As shown in thefollowing figure, cut the balloon and reinforce it by pasting thecardboards. Make a hole in the center of the diaphgram and pass througha fishing thread. Be careful to make a close-fitting hole - not a big hole.金牌会员, 积分1218, 距离下一级还需1782 积分发消息2012-7-5 05:01 上传下载附件(11.53 KB)Make a DiaphgramStep 5 - Make Connecting Rods and a Crank ShaftAs illustrated in the following figure, make two connecting rods usinglumber that is 5 mm square. Make the holes for the crank shaftsomewhat bigger to reduce friction. Bend a wire of1.5 mm. diameter. Puton the connecting rods before bending the wire.2012-7-5 05:01 上传下载附件(12.37 KB)回复使用道具举报显身卡hopehope 当前离线在线时间18 小时威望534金钱最后登录2012-7-5注册时间2010-8-4帖子286精华积分1218UID32537IP卡狗仔卡65主题好友1218积分金牌会员金牌会员, 积分1218, 距离下一级还需1782 积分发消息6#发表于2012-7-5 05:02:13 |只看该作者Connecting Rods and Crank ShaftStep 6 - Construct a Diaphragm and Crank MechanismAs illustrated in the following figure, attach the diaphgram and theconnecting rods with two thumbtacks.2012-7-5 05:02 上传下载附件(9.63 KB)斯特林发动机图纸Construct a Diaphgram and Crank MechanismStep 7 - Construct the FrameYou will construct the wood frame (See the Step 2). When youconstruct the frame, you must make sure that the crank shaft canrotate with a very small friction loss.2012-7-5 05:02 上传下载附件(9.34 KB)斯特林发动机图纸hopehope 当前离线在线时间18 小时威望534金钱最后登录 7# 发表于 2012-7-5 05:02:40 |只看该作者 Construct a Wood Piston and Crank Mechanism Step 9 - Fit Up a Can Cut off the top face of a can and fix the can to the frame securely. Place the diaphram over the can with some rubber bands. Adjust a length of the fishing thread so the piston moves without touching the can. And for the final measure, put on a drop of machine oil in the hole of the diaphram. The Can Stirling Engine is completed.2012-7-5注册时间2010-8-4帖子286精华积分1218UID32537IP卡狗仔卡65主题好友1218积分金牌会员金牌会员, 积分1218,距离下一级还需1782积分发消息2012-7-5 05:02 上传下载附件(11.07 KB)斯特林发动机图纸Fit Up a CanStep 10 - Let's Try to MoveWhen the engine is completed, Please heat a bottom face of the cancylinder with a candol. When the face is fully heated, rotate the crankshaft with your hand. Does the engine start to move?There are two important points to move model Stirling engines. Oneis a perfect seal of the air in the engine. Another is low friction of themechanical parts. If your engine does not move, check these points.Does the air leak from the hole of the diaflam ? Does the woodpiston touch the cylinder?。
自制斯特林引擎
出 必 须 注意 的是 移气 活塞 本身不 会 动 而 是被 曲轴带动 动
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动手制做--斯特林发动机模型(转)-江湖科学-科创论坛-发展科技爱好 倡导科学理性
动手制做--斯特林发动机模型(转)-江湖科学-科创论坛-发展科技爱好倡导科学理性什么是斯特林热机?热气机(即斯特林发动机)的理想热力循环,为19世纪苏格兰人R.斯特林所提出,因而得名。
它是由两个定容吸热过程和两个定温膨胀过程组成的可逆循环,而且定容放热过程放出的热量恰好为定容吸热过程所吸收。
热机在定温(T1)膨胀过程中从高温热源吸热,而在定温(T2)压缩过程中向低温热源放热。
斯特林循环的热效率为=800)window.open('/luntan/upload/TJ020 20202/jslt7%5B1%5D.gif');"src="/luntan/upload/TJ02020202/jslt 7%5B1%5D.gif" border="0">公式中W 为输出的净功;Q1为输入的热量。
根据这个公式,只取决于T1和T2,T1越高、T2越低时,则越高,而且等于相同温度范围内的卡诺循环热效率。
因此,斯特林发动机是一种很有前途的热力发动机。
斯特林循环也可以反向操作,这时它就成为最有效的制冷机循环。
斯特林循环可以分为4个过程:①定温压缩过程:配气活塞停留在上止点附近,动力活塞从它的下止点向上压缩工质,工质流经冷却器时将压缩产生的热量散掉,当动力活塞到达它的上止点时压缩过程结束。
②定容回热过程:动力活塞仍停留在它的上止点附近,配气活塞下行,迫使冷腔内的工质经回热器流入配气活塞上方的热腔,低温工质流经回热器时吸收热量,使温度升高。
③定温膨胀过程:配气活塞继续下行,工质经加热器加热,在热腔中膨胀,推动动力活塞向下并对外作功。
④定容储热过程:动力活塞保持在下止点附近,配气活塞上行,工质从热腔经回热器返回冷腔,回热器吸收工质的热量,工质温度下降至冷腔温度。
在理论上,定容储热量等于回热量,其循环效率等于卡诺循环效率。
两个活塞的运动规律是由菱形传动机构来保证的。
diy自制斯特林引擎发电机
自制斯特林引擎发电机在偏远地区,收听广播可能是唯一的娱乐,也是与文明世界沟通的管道,但偏远地区常无电力供应,甚至连电池都难以取得。
虽收音机本身轻巧耐用,因缺乏适当的电力,收听广播变得十分麻烦,于是有人就想到利用发条经变速齿轮驱动微型发电机,提供收音机所需微不足道的电力。
斯特林引擎在某些场合也具有类似的功能,尽管至今为止小型轻巧的斯特林引擎之输出功率,仍无法与尺寸相仿的内燃机匹敌(极其微小的斯特林引擎与同尺寸内燃机之比较,又另当别论),就收音机或小型照明设备而言,斯特林引擎之输出功率却恰到好处,并且具有燃料多元化、安静、污染少、构造简单耐用、保养方便等优点。
玻璃制的透明斯特林引擎作为教具,固然可以寓教于乐,令学生印象深刻,但如果能进一步利用斯特林引擎作为动力,制作相关的动力机械,例如,装配一辆汽车模型(注一),或驱动发电机发电,并以此电力驱动小功率电器,除了完整介绍引擎之原理、构造和用途,更能演示热学原理、能量守恒原理、发电机负载原理,使斯特林引擎教具不但在高中、大学之物理学教学有用,也能应用在技职课程之教学和科普教育。
本文介绍这一部双缸水平并卧透明试管引擎发电设备,由两具特别设计的斯特林引擎(注二)组合而成,其内部构造和运转情形一目了然。
尽管乍见其外观(图一),构造似乎有些复杂,装配过程好像颇棘手,但其独特的设计已降低了精度的要求,不难成功自制,正适合有兴趣的读者大显身手。
图一:试管引擎的实物照片,摄于2004年4 月14 日。
一、自制这款引擎所需的材料:1. 外径1.85 cm、内径1.7 cm 的试管二个,外径1.63 cm,内径1.45 cm 的试管二个(化学实验室或玻璃仪器行一定有,价格各约二、三十元台币);2. 粗约0.4 mm(0.016 号)的吉他钢弦(乐器行有售,35 元一条);3. 长约16 cm,横截面2×3 mm2 的铝杆二支;4. 玻璃毛细管(外径5.8 mm,内径0. 45mm,学校实验室找得到);5. 直径1.5 mm,长10 cm 的钢棒两根(就是尚未攻牙的钻头,钻头工厂有卖);6. 内径1.3 cm,长约7cm 的玻璃管二个;7. 内径8 mm 的玻璃管;8. 内径2.2 mm,长约20 cm 的橡皮管;9. 内径15 mm,长约20 cm 的铝棒一根;10. 直径20 mm,长约20 cm 的PE 棒(以上五项,台北市太原路都找得到);11. 白杨木条若干(五金行有售)。
斯特林发动机图纸
A
REV
斯特林发动机图纸:
4
3
A
D
C
n.375
.063 OILER HOLE DRILL AFTER ASSEMBLY THRU BODY, CYL., PISTON WHEN PISTON IS IN THE BACK MOST POSITION OF TRAVEL
1
[CYLINDER COULD POSSIBLY BE MACHINED FROM A SINGLE PIECE OF MATERIAL]
WELD OR SILVER SOLDER
n.136
n1.130
D
.375
72°
n1.375
n1.625
1.070 1.125
SECTION C-C SCALE 1 : 1
SHEET 2 OF 3 1
A
REV
斯特林发动机图纸:
4
3
D 2
1
C
4
SECTION B-B
5
SCALE 1 : 1
2
6 3
1 D
C
B
B
AIR ASSM. SCALE 1 : 1
PARTS LIST
ITEM
QTY
PART NUMBER
DESCRIPTION
1
1
D
A
A
.875
HOT
SCALE 1 / 4
.010
1.760
SECTION B-B SCALE 1 / 2
B
.875
COLD SCALE 1 / 4
C
B
B
A
PISTON BACK
斯特林发动机手工制作原理
简易斯特林发动机手工制作制作材料简单易操作史特灵引擎属於外燃引擎,只要高温热源温度够高,无论是使用太阳能、废热、核原料、牛粪、丙烷、天然气、沼气(甲烷)、丁烷与石油在内的任何燃料,皆可使之运转,不同於必须使用特定燃料的汽油引擎、柴油引擎等内燃引擎。
A.基础篇A1气体的特性如图1把橡皮绑在容器口上,我们能容易瞭解到受热时橡皮会膨胀(图2),冷却时橡皮会缩收(图3),这是加热时,内部气体压力作用在橡皮上(图2),当然人的眼睛是无法看到气体压力的。
A2移气器如果我们放入一个移气器(Displacer)到容器内(图4),而这个移气器的直径比容器的内径小一些,当移气器自由上下移动时,即可以把容器内的气体挤下或挤上。
这个时候,如果我们在容器底端加热,而在容器上端冷却,使上下两端具有足够的温差,即可看见此时橡皮会不断膨胀及收缩。
其原理如下:当移气器上移,容器内的气体被挤至容器底端,此时由於容器底端加热,因此气体受热,压力变大,此压力经由活塞与容器间的空隙传到橡皮,使得橡皮会膨胀(图5)。
相反的,若施以适当的力量把移气器下移,则容器内的气体被挤至容器上端,此时由於容器上端为冷却区,因此气体被冷却,使气体温度降低,压力变小,而使得橡皮会缩收(图5)。
如此,不断使移气器自由上下移动,即可看见此时橡皮会不断膨胀及收缩。
由此,可知移气器的功用主要在於移动气体,使气体在冷热两端之间来回流动。
国立成功大学航太系郑金祥教授把Displacer命名为”移气器”,实在更为贴切,也比较不容易混淆,比较不会使人误以为它的作用跟输出功率的动力活塞一样。
A3曲柄机构要让移气器上下移动,只要将移气器与一曲轴连结(图6)。
当曲轴旋转时,移气器就会被带上及带下。
将移气器与曲轴连结完毕之后,在容器底端加热上端冷却,只要用手转动曲轴,使得移气器移上及移下,此时橡皮便会重复膨胀及收缩(图7)。
A4动力活塞橡皮的膨胀及收缩运动,可以转换为动力输出,此时,橡皮的作用即如同一动力活塞。