贴点好玩有趣的东西:斯特林发动机原理制作及相关

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序 号:73267 (资料图库)
标 题:贴点好玩有趣的东西:斯特林发动机原理制作及相关 (5131字)
发信人:列兵
时 间:2010/10/27 22:44:00
阅读次数:9767
详细信息:
斯特林发动机的历史 
1816年9月27日,罗伯特·斯特林向在苏格兰爱丁堡的大法官法庭申请了一项关于他开发的节能装置的专利。就职业而言,罗伯特·斯特林事实上是苏格兰教会的会长,并且他直到86岁高龄依旧在为大家提供服务。但是他在空闲时间于自己开设的工场内开发热机。罗德·开尔文在他的一些大学课堂上使用其中一种热机模型授课。

    这种发动机是伦敦的牧师罗巴特 斯特林(Robert Stirling)于1816年发明的,所以命名为“斯特林发动机”(Stirling engine)。斯特林发动机是独特的热机,因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率。斯特灵发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程。
  外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机,有别于依靠燃料在发动机内部燃烧获得动力的内燃机。新型外燃机使用氢气作为工质,在四个封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔,另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀做功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换。
  由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题,从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。外燃机可以燃烧各种可燃气体,如:天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等,也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料,还可以燃烧木材,以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃,设备即可做功运行,环境温度越低,外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响,非常适合于高海拔地区使用。
  但是,斯特林发动机还有许多问题要解决,例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高,热量损失是内燃发动机的2-3倍等。所以,还不能成为大批量使用的发动机。

斯特林发动机动画演示
下面是一台2.670斯特林发动机的动画演示。



发动机内的气体是循环加热的(通过酒精灯)并且膨胀推动动力活塞(图中蓝色)向右运动。当动力活塞运动到最右边时,黄色连杆迫使松配合的红色活塞(在机器左半边内)将气体挤压到机器较冷的一边。在较冷一边的气体将热量散失到外界并且收缩,并把蓝色活塞拉向左边。气体在此转移,被挤压回发动机的较热区域,如此循环往复。

斯特灵发动机的气体循环也能反向,由温度差动而改变旋转的方向(并且可以提供致冷)。

比较直观的原理动画:







这里还有一本书:《斯特林发动机(引擎)原理与手工制作及组装》
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另一本书《动手自制斯特林发动机》
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看完书,明白了原理,下面就应该看看实物了
磁控斯特林发动机: 点击打开连接







各式各样的斯特林发动机(视频链接):
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茶杯上驱动的斯特林热机:
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金属手工制作的:




制作步骤:
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精品欣赏








更牛的人用来作电脑散热:
微星近日介绍的ECOlution散热器,据称采用了“斯特林发动机”(Stirling engine)理论,可用于芯片的散热工作。

“斯特林发动机”(Stirling engine)是一种独特的热机,因为理论上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率。斯特灵发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。微星设计的这种芯片组散热风扇采用无电源设计,等同于“被动式”散热器,此散热器的最大好处是无需任何电力供应,以节省能源消耗。

实际上大多数的企业环境中数以百计的计算机采用“主动式”散热技术,为了消除掉芯片表面的热量而消耗了大量的电力。据解释,此测试版散热器基于“斯特林发动机”技术,当热量聚焦到该系统,产生的压力推动位于散热器中央的活塞,活塞的运动推动向上旋转的齿轮,从而带动风扇。芯片组产生的热能转化成了动能,同时热量被发散出去。

微星解释这种散热器能把70%的热功率转化为动能,但是必须注意,需要有足够的热量才能旋转风扇的叶片,如果芯片组不够热,那么整个系统将不工作。

微星将在今年的CeBIT 2008上展出这款产品。










动手制做--斯特林发动机模型

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最高转速达到900转/分,用个小蜡烛就可以带动一个简易发电机点亮发光管。发电机就是用0.23的漆包线绕2000匝,铁芯用4个450电直的废主轴。磁铁就是用两个10mm的磁钢吸在铁质飞轮上。


玩累了吧,上盘饺子(视频):
《饺子的力量 低温 斯特林 温差发动机 Stirling engine 能源再利用》
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这里有大量制作经验:
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感兴趣的朋友可以去当当网买这本书:《斯特林引擎模型制作》



当 当 价:¥23.70
定  价:¥30.00 折扣:79折钻石VIP价:¥22.60 
作  者:(日)滨口洋,户田富士夫,平田宏一 著,曹其新,凌芳 等译
出 版 社:上海交通大学出版社
出版时间:2010-6-1
版  次:1页  数:171字  数:211000 
印刷时间:2010-6-1开  本:16开
纸  张:胶版纸 印  次:1
I S B N:9787313064349
包  装:平装

内容简介
本教材分6章。介绍斯特林引擎的历史、发展现状、工作原理和特征,讲解斯特林引擎的基础理论及各类教学用引擎模型制作,介绍斯特林引擎模型的设计制作方法以及性能评价,最后介绍斯特林引擎的实际应用情况。本书具有很强的实践性,可作为斯特林引擎模型的设计、制造手册。读者可以参照书中图纸尺寸动手制作,也可以根据书中的理论知识自己设计制作。不论是对实践创造,还是研究学习,都具有一定的指导意义。
本书作为一本实践教材,不仅适合中学生、大学生、研究生,也同样适合于专业技术人员阅读、参考。 
目录
第1章 历史悠久的新型斯特林引擎
1.1 斯特林引擎研发的历史
1.2 斯特林引擎的开发现状
1.2.1 蒸气压缩式热泵驱动用引擎
1.2.2 发电机驱动用引擎(小型动力)
1.2.3 地面太阳能发电用引擎
1.2.4 空间太阳能发电及移动用引擎
1.2.5 汽车用引擎
1.2.6 船用引擎
1.2.7 其他的引擎
1.3 斯特林制冷机
1.4 Virumie制冷机
参考文献
第2章 斯特林引擎的工作原理与特征
2.1 斯特林引擎的基本结构和工作原理


新增几个视频:
体温能启动的斯特林 发动机
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“灯光”驱动的发动机
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用低温(果冻)驱动的斯特林发动机模型
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最过瘾的:
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转速突破3200转分,斯特林模型:
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用试管制作的斯特林模型: 点击打开连接


数量最多的斯特林视频:
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