Двигатель Стирлинга
(Stirling Engine)
Двигатель Stirling Engine был изобретен шотландским священником Робертом Стирлингом в 1816 г. Дви́гатель Сти́рлинга – тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла. Эти типы двигателей могут быть хорошей альтернативой для некоторых применений двигателей внутреннего сгорания из-за меньшего загрязнения и расхода топлива, чем двигатели внутреннего сгорания.
Первый двигатель Стирлинга в Иране был спроектирован и построен в 1978 году покойным профессором Ширазского университета доктором Джафаром Заррин Чанг. Чанг писал и сотрудничал в написании множества работ и книг о двигателях Стирлинга, и в некотором смысле его можно назвать отцом иранского Стирлинга. Вечная ему память.
Двигатели Стирлинга
Двигатели Стирлинга делятся на четыре основные категории:
- Альфа
- Бета
- Гамма
- Свободный поршень
В основном двигатели используются в производстве электроэнергии, водяных насосах, подводных лодках, медицинском оборудовании, холодильниках и космических кораблях.
Основная рабочая жидкость этих двигателей – водород, гелий и сухой воздух, а для охлаждения обычно используется водянистая жидкость и воздух.
Солнечная энергия, отходящее тепло или тепло ископаемого топлива, могут быть источниками энергии для двигателей горячего воздуха.
А учитывая большую долю солнечной энергии и сравнение с такими источниками, как гидроэнергетика (распространенный метод в стране), можно увидеть, что все факторы доступны, чтобы воспользоваться этим методом.
Преимущества использования моторов Стирлинга
В зависимости от источника тепла или используемого тепла переменное загрязнение в двух общих случаях очень низкое. Например, при использовании солнечного света в качестве источника тепла загрязнение за пределами двигателя равно нулю. Кроме того, с точки зрения использования ископаемого топлива, по сравнению с двигателями внутреннего сгорания, производится очень небольшое загрязнение.
Согласно определению, термического КПД термодинамических циклов, цикл Стирлинга имеет наивысший КПД после цикла Карно. Таким образом, рабочие характеристики этих двигателей очень близки к высокоэффективному циклу Карно. Из-за отсутствия сгорания во внутренней камере очень низкое трение двигателей, что приводит к увеличению срока службы компонентов и сокращению технического обслуживания двигателя. В худшем случае мощность двигателя не превышает 45 децибел, что меньше минимального уровня шумового загрязнения обычных двигателей внутреннего сгорания.
Благодаря широкому спектру доступных источников энергии, таких как солнечная энергия, отходящее тепло из древесных отходов, ядерная энергия, ископаемое топливо, тепло от сжигания отходов, геотермальная энергия и электричество, не имеют проблем с одним источником или ограниченными энергетическими двигателями.
