เครื่องยนต์สเตอร์ลิงทำงานอย่างไร
ศิษยาภิบาลชาวสก็อตโรเบิร์ต สเตอร์ลิงมีในปีที่ 19 ในศตวรรษที่ 19 เครื่องทำความร้อนอัจฉริยะนี้ถูกคิดค้นขึ้น ซึ่งมีอากาศธรรมดาเป็นสื่อกลางในการทำงาน แต่เครื่องยนต์สเตอร์ลิงของเขาทำงานอย่างไร และเหตุใดจึงไม่สามารถเอาชนะได้
Robert Stirling - ประวัติการประดิษฐ์ของเขา
- ในปี ค.ศ. 1816 นักบวชชาวสก็อต โรเบิร์ต สเตอร์ลิง ได้คิดค้นเครื่องยนต์ระบายความร้อนแบบไม่ต่อเนื่อง
- สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับเครื่องยนต์สันดาปในตอนต้นนี้คือตัวกลางในการทำงาน คือ แก๊ส เดิมทีใช้อากาศสำหรับสิ่งนี้ ต่อมาก็ใช้ไฮโดรเจนหรือฮีเลียมด้วย
- หลักการเบื้องหลังการขับเคลื่อนนี้มองเห็นได้ง่าย: ก๊าซที่เป็นตัวกลางในการทำงานจะสลับกันให้ความร้อนและระบายความร้อนอย่างแรง และด้วยเหตุนี้จึงดันลูกสูบสองตัวกลับไปกลับมา จากมุมมองทางกายภาพ พลังงานความร้อนจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล พลังงาน (ลูกสูบ) แปลง.
- เพื่อเป็นเกียรติแก่นักประดิษฐ์ ไดรฟ์ประเภทนี้เรียกว่าเครื่องยนต์สเตอร์ลิง ตามหลักการทำงาน หรือที่เรียกว่าเครื่องยนต์ลมร้อน
เครื่องยนต์สเตอร์ลิง - ความคิดเพิ่งจะยึดครอง
- ความร้อนที่จำเป็นสำหรับเครื่องยนต์จะถูกสร้างขึ้นภายนอกและโดยหลักการแล้วจะทำให้เกิดเชื้อเพลิงที่เป็นไปได้
- อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์สเตอร์ลิง แม้ว่ามันจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ แต่ก็สามารถทำได้ในเวลาของมันเพราะมัน ประสิทธิภาพต่ำ (ในขณะนั้นเพียง 3%) ไม่เทียบกับเครื่องยนต์ไอน้ำและเครื่องยนต์สันดาปภายในรุ่นต่อมา ดันผ่าน
- อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้อยู่ภายใต้การสนทนาอีกครั้งเป็นเวลาหลายปี ความร้อนที่จำเป็นสำหรับเครื่องยนต์จะถูกสร้างขึ้นจากภายนอก และโดยหลักการแล้วจะทำให้เกิดเชื้อเพลิงที่สามารถจินตนาการได้ ส่งผลให้สามารถใช้เชื้อเพลิงและพลังงานทางเลือกที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง (เช่น ความร้อนจากแสงอาทิตย์) ได้ ดังนั้นเชื้อเพลิงจึงไม่จำเป็นต้องเป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม
- โครงสร้างที่เรียบง่ายยังทำให้เครื่องยนต์สเตอร์ลิงน่าสนใจสำหรับประเทศกำลังพัฒนาที่มีวัตถุดิบเพียงเล็กน้อย ดังนั้น เครื่องยนต์ลมร้อนยังสามารถใช้สำหรับขับเคลื่อนยานพาหนะด้วยประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างมาก (และกำลังได้รับการทดสอบในแง่นี้แล้ว)
การบีบอัดอะเดียแบติก - คำอธิบายจากฟิสิกส์
คนส่วนใหญ่ยังคงคุ้นเคยกับการบีบอัดข้อมูล กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ "การบีบ" แต่ …
นี่คือการทำงานของเครื่องยนต์ลมร้อน - วัฏจักรทางกายภาพ
แต่สิ่งประดิษฐ์ของศิษยาภิบาลชาวสก็อตทำงานอย่างไร?
- "อากาศ" ของสื่อการทำงานอยู่ในวงจรปิดในเครื่องยนต์นี้และไม่ได้ใช้งาน
- หลักการคล้ายคลึงกัน วงจรการ์โนต์ จาก ฟิสิกส์ซึ่งสื่อการทำงาน (ในอุดมคติ) จะได้รับความร้อนและระบายความร้อนเป็นระยะ ดังนั้นจึงขับลูกสูบของเครื่องยนต์ความร้อน
- ในกระบวนการสเตอร์ลิงเช่นกัน กระบอกสูบซึ่งลูกสูบสองตัวเคลื่อนที่มาที่นี่ จะเป็นสองเสมอ การจัดเก็บความร้อน (ที่มีอุณหภูมิสูง T1 และอุณหภูมิต่ำ T2) ซ้ายและขวาใน ลิงค์. ช่วงอุณหภูมิสูงจะคงอยู่โดยแหล่งความร้อนภายนอก
- หากปริมาณอากาศหรือก๊าซในกระบอกสูบที่ T1 สะสมแรงดันเนื่องจากความร้อนสูง ลูกสูบจะทำงาน อากาศผ่อนคลายและเย็นลง
- ลูกสูบตัวที่สองเรียกอีกอย่างว่าลูกสูบดิสเพลสเมนต์ ทำงานด้วยการหน่วงเวลา (แม่นยำกว่า: การเปลี่ยนเฟส 90 °) กับลูกสูบที่ทำงาน ตามชื่อของมัน มันทำหน้าที่เป็น displacer ที่ช่วยให้ก๊าซไหลสลับกันไปที่ถังเก็บร้อนและเย็น มั่นใจได้ด้วยการเจาะหลายครั้งหรือเมมเบรนที่มีรูพรุน
- ระหว่างการทำงาน ความดัน อุณหภูมิ และปริมาตรของอากาศที่ขังอยู่ระหว่างลูกสูบจะเปลี่ยนไปตามวัฏจักร
- สถานะทั้งหมดที่สันนิษฐานระหว่างวัฏจักรสามารถจัดประเภทเป็นจุดที่เรียกว่า แสดงไดอะแกรมความดัน-ปริมาตร เช่นเดียวกับกระบวนการ Carnot กระบวนการในไดอะแกรมนี้อธิบายเส้นโค้งปิดที่วิ่งผ่านครั้งแล้วครั้งเล่า
- ลูกสูบเคลื่อนที่โดยการขยายตัวของอากาศในส่วนเดียวเท่านั้น การแปลงพลังงานที่ต้องการจะเกิดขึ้นที่นี่เท่านั้น
คุณพบว่าบทความนี้มีประโยชน์เพียงใด