Здравствуйте, в данной статье я опишу вкратце принцип работы и инженерные схемы агрегатов, расскажу как делать основные "жизненно важные" элементы
В данном двигателе используется основное свойство газов - расширятся при нагревании!
Газ находится в замкнутом объёме, т.е. рабочее тело не расходуется, он перемещается через регенератор из нагревателя в холодильник и за счёт изменения объёма и следовательно и давления в движение приводится поршень/поршни и далее усилие от них через КШМ преобразуется во вращательные движения коленчатого вала, совершается механическая работа.
Существуют три основных типа (есть и другие):
альфа- два цилиндра, один является нагревателем, второй холодильником, газ перемещаясь через регенератор (трубку меж цилиндрами), сдвиг фаз составляет обычно 90°, ИМХО является самым эффективным, позже изъясню почему.
его так сказать схема:
Бета - один общий цилиндр разделённый на холодную и горячую части, появляется поршень вытеснитель, связаный с КШМ длинным штоком, его объём обычно равен объёму камеры нагрева, ходит он с относительно большим зазором. В рабочем поршне располагается направляющая штока вытеснителя, опять же рабочий поршень на 90° поворота коленчатого вала отстаёт от вытеснительного.
Качественная и понятная анимация работы:
Гамма- всё тоже самое что и в бета, но рабочий цилиндр отделён от теплообменного и соединяется с ним через трубку или отверстие в крышке. Шток вытеснителя ходит в своей неподвижной направляющей. Такая схема довольно легка к повторению.
Схема:
Информации в сети очень много, но въехать в тему сразу не всегда получается...
И отойдём немного, чтоб рассказать о альфа тип.
Так как камера нагрева почти полностью отделена от холодильного цилиндра, а регенератор можно сделать к примеру из стекла, меньше полезной энергии просто так не совершив работу переходит к холодильнику...
В бета- и гамма-типе же теплота переходит через стенку цилиндра.
Двигатели делятся на высокотемпературные и низкотемпературные. У первых температурный градиент (разность температур)выше, они имеют длинный теплообменный цилиндр малого диаметра, в альфа вытягивается нагревательный и на головке поршня появляется вытеснитель, как к примеру у Игоря Белецкого.
Его высокотемпературный альфа.
Пары делаются из металла, вытеснитель не исключение, обычно он полый.
Низкотемпературные видел пока только гамма.
Цилиндр теплообменный большого диаметра и малой высоты, температурный градиент близится к 10°С В основном это просто игрушки... но их мощности хватает чтоб запитать через линейный генератор фонарик или даже некоторые заряжать телефон.
Обычно в низкотемпературных рабочий поршень заменяется мембраной из резины или плёнки, вытеснитель из поролона или даже бумаги или картона. Спасибо за внимание! Подробнее можно узнать, а также дополнить тут: http://samodelkilab.ucoz.ru/forum/17-7-1
Хочу немного поправить автора статьи, регенератор это не трубка, это некий обьём теплоёмкого материала через который прокачивается рабочее тело на пути из нагревателя в холодильник и обратно, обычно металлическая тонкая проволока или мочалка из нержавейки. При перемещении рабочего тела из горячей камеры в холодную, регенератор нагреваясь забирает тепло у газа, тем самым помогая холодной части, а на обратном пути газы нагреваются от регенератора и возвращаются в горяуюю часть подогретыми. Это резко увеличивает КПД и скорость работы двигателя. Регенератор в гамма и бета стирлингах выполняется на поверхности ывытеснителя, или даже внутри него. Также скорость работы и мощность значительно вырастают когда на теплообменных поверхностях внутри двигателя делают рёбра для теплообмена, мне лень искать картинки, может сергей найдёт и вставит за меня :) Физический смысл прост - тепловой двигатель передаёт тепло со входа на выход, некоторый процент тепла преобразуя в механическую энергию, и чем интенсивнее теплообмен в этой цепочке, тем быстрее всё это крутиться, выше мощность. Так что рёбра нужны внутри равно как и с наружи, и во всех заводских двигателях они есть. нам конечно сложно такое сделать.
