Модель Стирлинга

ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА

Двигатель Стирлинга был изобретен 21 сентября 1816г. в Эдинбурге, столице Шотландии Робертом Стирлингом. Это было приблизительно за 80 лет до дизеля, и поэтому двигатель Стирлинга пользовался значительной популярностью да начала ХХ века.

Двигатель Стирлинга является уникальной тепловой машиной. Циклические процессы сжатия и расширения в двигателе происходят при различных значениях температуры, а управление потоком рабочего тела осуществляется путем изменения его объема [1] .

Работа двигателей характеризуется

1. Высокими значениями среднего давления газа;

2. Свободным от масла рабочим пространством;

3. Отсутствием клапанного механизма;

4. Передачей тепла через стенки цилиндра или теплообменник.

Разработка и широкое внедрение энергетических установок на основе двигателей Стирлинга является перспективным направлением. Низкий уровень шума, малая токсичность отработавших газов, работа на различных видах топлива, большой ресурс, соотношение размеров и массы, хорошие характеристики крутящего момента – все эти параметры дают возможность двигателям Стирлинга в ближайшее время значительно «потеснить» двигатели внутреннего сгорания.

Как у любого двигателя с внешним подводом теплоты, нагревание рабочего тела во внутреннем контуре происходит через теплообменную поверхность за счет сжигания любого вида топлива или других источников теплоты. Это позволяет применять в двигателях Стирлинга как традиционные, так и нетрадиционные виды топлива – биогаз, уголь, отходы лесной промышленности и сельского хозяйства, а также солнечную и другие виды энергии. Многотопливность делает их особенно привлекательными для использования возобновляемых и местных источников энергии [3, с.45].

Уже сегодня наиболее крупные инновационные проекты в области альтернативной энергетики связаны именно с двигателями Стирлинга. Наиболее значимым проектом в настоящее время является создание грандиозной «солнечной фермы» по использованию солнечной энергии на юге США. Разрабатываются солнечные энергоустановки с двигателями Стирлинга мощностью от 3 кВт до 100 кВт. Фирмой Alisson создан космический вариант солнечной установки мощностью 5 кВт, КПД около 35%.

Все американские программы по освоению космоса основываются на применении энергоустановок с двигателями Стирлинга, работающих за счет атомной энергии. Такой двигатель может обеспечить надежную работу установки без обслуживания, с ресурсом более 6 лет, при КПД преобразования тепловой энергии в электрическую 35-40%. В качестве источника тепла для двигателя могут применяться радиоизотопные тепловые блоки и ядерные реакторы.

Развитие стирлингостроения, как новой отрасли промышленности, даст новый импульс и в развитии отечественного двигателестроения [2]. Стирлингостроение – это новая отрасль, в которой у зарубежных развитых стран пока еще нет явного превосходства. Они только в самом начале пути – и у России сейчас есть все шансы быть в числе первых.

Развитие данного направления позволит:

• обеспечить загрузку машиностроительных предприятий производством конкурентоспособной продукции;

• изменить существующую структуру потребления первичных энергоносителей внутри страны, сократить потребление нефтепродуктов и природного газа за счет более широкого использования местных видов топлива - древесины, торфа, биогаза и т.д.;

• обеспечить электричеством и теплом удаленные регионы - это 70% территории РФ и более чем 30 млн человек;

• повысить надежность энергоснабжения энергодефицитных районов, которые охвачены централизованным электроснабжением, но ограничены по мощности;

• высвободить в структуре энергобаланс страны объемы традиционных энергоносителей, необходимых для договорных экспортных поставок нефти и природного газа.

Список использованной литературы:

1. Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/Двигатель стирлинга;

2. http://xreferat.com/102/364-1-dvigateli-stirlinga-oblasti-primeneniya.html;

3. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Николаева В.И., Парфентьевой Н.А. Физика (базовый и профильный уровни) 11 кл. Просвещение.