스털링 엔진은 어떻게 작동합니까?

로버트 스털링 - 그의 발명의 역사

• 1816년 스코틀랜드의 성직자 로버트 스털링은 간헐적 열 기관을 발명했습니다.
• 이 초기 연소 엔진의 흥미로운 점은 작동 매체, 즉 가스입니다. 원래 공기가 이것을 위해 사용되었지만 나중에 수소 또는 헬륨도 사용되었습니다.
• 이 드라이브의 원리는 쉽게 볼 수 있습니다. 작동 매체인 가스가 교대로 강하게 가열되고 냉각되어 두 개의 피스톤을 앞뒤로 밀어냅니다. 물리적인 관점에서 열에너지는 기계적 에너지로 변환됩니다. 에너지 (피스톤) 변환.
• 발명가를 기리기 위해 이러한 유형의 드라이브를 기능 원리에 따라 열풍 엔진이라고도 하는 스털링 엔진이라고 합니다.

스털링 엔진 - 아이디어는 이제서야 실현되고 있습니다.

• 엔진에 필요한 열은 외부에서 발생하며 원칙적으로 상상할 수 있는 모든 연료를 허용합니다.


단열 압축 - 물리학의 설명

대부분의 사람들은 여전히 ​​압축, 즉 "쥐어짜기"에 익숙합니다. 하지만 …

• 그러나 스털링 엔진은 안정적으로 작동했지만 증기 기관과 후대의 내연 기관에 반대하지 않는 낮은 효율(당시 3%에 불과) 밀어.
• 그러나 이 아이디어는 몇 년 동안 다시 논의되었습니다. 엔진에 필요한 열은 외부에서 발생하며 원칙적으로 상상할 수 있는 모든 연료를 허용합니다. 결과적으로 환경에 덜 해로운 연료와 대체 에너지(태양열 등)를 사용할 수 있습니다. 따라서 연료가 반드시 석유 제품일 필요는 없습니다.
• 그리고: 단순한 구조는 또한 스털링 엔진을 원자재가 거의 없는 개발도상국에 흥미롭게 만듭니다. 따라서 열풍 엔진은 효율성이 크게 향상된 차량 추진에도 사용할 수 있습니다(이미 이러한 의미에서 테스트 중임).

이것이 열풍 엔진이 작동하는 방식입니다 - 물리적 주기

그러나 스코틀랜드 목사의 발명은 어떻게 작동합니까?

• 작동 매체 "공기"는 이 엔진의 폐쇄 회로에 있으며 소비되지 않습니다.
• 원리는 알려진 것과 유사합니다. 카르노 사이클 ~로부터 물리학, (이상적인) 작동 매체가 주기적으로 가열 및 냉각되어 열 기관의 피스톤을 구동합니다.
• 스털링 과정에서도 두 개의 피스톤이 움직이는 실린더는 항상 두 개의 축열(고온 T1, 저온 T2) 좌우로 링크. 고온 범위는 외부 열원에 의해 유지됩니다.
• T1의 실린더에 있는 공기나 가스의 양이 격렬한 가열로 인해 압력을 가하면 작동하는 피스톤을 움직입니다. 공기가 이완되고 식습니다.
• 변위 피스톤이라고도 하는 두 번째 피스톤은 작동 피스톤에 대해 시간 지연(보다 정확하게는 90°의 위상 이동)으로 작동합니다. 이름에서 알 수 있듯이 가스가 온냉 저장 탱크로 교대로 흐르도록 하는 디스플레이서 역할을 합니다. 이것은 여러 개의 천공 또는 다공성 멤브레인에 의해 보장됩니다.
• 작동 중 피스톤 사이에 갇힌 공기의 압력, 온도 및 부피는 주기적으로 변경됩니다.
• 사이클 동안 가정되는 모든 상태는 소위 포인트로 분류될 수 있습니다. 압력-체적 다이어그램을 나타냅니다. Carnot 프로세스와 마찬가지로 이 다이어그램의 프로세스는 반복해서 실행되는 닫힌 곡선을 설명합니다.
• 피스톤은 단일 섹션에서만 공기의 팽창에 의해 움직입니다. 여기에서만 원하는 에너지 변환이 발생합니다.