Başlamaq üçün Stirling soyadı həm İngiltərədə, həm də İskoçiyada olduqca yaygındır. Yəni əgər Stirling qalası varsa, onda niyə "cənab Stirlinq" olmasın? Və yalnız belə bir şəxs - İskoç keşişi Robert Stirling, 27 sentyabr 1816 -cı ildə buxar mühərriki ilə heç bir əlaqəsi olmayan bir mühərrik üçün İngilis patentini aldı! Üstəlik, adını daşıyan mühərrik hər hansı bir istilik mənbəyindən işləyə biləcəyi üçün bənzərsiz oldu!
Robert Stirling.
1843 -cü ildə oğlu Ceyms Stirlinq mühəndis işlədiyi fabrikdə atasının mühərrikindən istifadə etdi. Bəli, artıq 1938 -ci ildə 200 at gücünə qədər gücə malik silsilələr yaradıldı. və səmərəliliyi yüzdə 30.
Bu mühərrikin iş prinsipi, işləyən mayenin tamamilə qapalı bir silindrdə alternativ olaraq qızdırılması və soyudulmasıdır. Ümumiyyətlə işləyən mühit havadır, lakin hidrogen və helium, həmçinin freonlar, azot dioksid, mayeləşdirilmiş propan-butan və hətta sudan istifadə etmək olar. Üstəlik, termodinamik dövr ərzində maye olaraq qalır. Yəni, mühərrikin dizaynı son dərəcə sadədir və tanınmış qazların xüsusiyyətlərindən istifadə edir: onların həcmi qızdırıldıqca artır, soyuduqda isə azalır.
Bir çox evdə hazırlanan sterlinqlərdən biridir.
Stirling mühərriki, termodinamik səmərəliliyi baxımından nəinki Carnot dövründən daha pis deyil, hətta bəzi üstünlüklərə sahib olan "Stirling dövrü" ndən istifadə edir. Hər halda, bir neçə saat ərzində adi bir qalay qutusundan işləyən bir mühərrik əldə etməyə imkan verən "Stirling dövrü" dir.
Beta Stirling Cihazı.
"Stirling dövrü" özü dörd əsas mərhələni və iki keçid mərhələsini əhatə edir: qızdırma, genişləndirmə, soyuq mənbəyə keçmə, soyutma, sıxılma və istilik mənbəyinə keçid. Yaxşı, qızdırılan qazın həcmini genişləndirmə prosesində faydalı işlər əldə edirik.
Mərhələ 1.
Mərhələ 2.
Mərhələ 3.
Mərhələ 4.
Beta tipli Stirling mühərrikinin iş dövrü: a - yerdəyişmə pistonu; b - işləyən piston; c - volan; d - yanğın (istilik sahəsi); e - soyutma qanadları (soyutma sahəsi).
Bu belə işləyir: iki silindr və iki piston var. Xarici bir istilik mənbəyi - hətta odun yandıra bilər, hətta bir qaz yandırıcı, hətta günəş işığı - istilik mübadiləsi silindrinin alt hissəsindəki qazın temperaturunu artırır. Təzyiq yaranır və işləyən pistonu yuxarıya doğru itələyir və yerdəyişmə pistonu silindr divarlarına möhkəm uyğun gəlmir. Bundan əlavə, fırlanan volan onu aşağı itələyir.
Bir qalay qabından stirling sxemi.
Bu vəziyyətdə silindrin altından isti hava soyutma kamerasına daxil olur. İş kamerasında isə soyuyur və büzülür, sonra işçi piston aşağı tələsir. Yerdəyişmə pistonu yuxarıya doğru hərəkət edir və beləliklə soyudulmuş hava aşağıya doğru hərəkət edir. Beləliklə, dövr təkrarlanır. Stirlingdə, işləyən pistonun hərəkəti yerdəyişmə pistonuna nisbətən 90 ° sürüşdürülür.
Bir qalay qutusundan çıxan şəkil.
Vaxt keçdikcə, Yunan əlifbasının hərfləri ilə adlandırılan bir çox fərqli "üslub" dizaynı ortaya çıxdı: vəzifə dövründə fərqli olan alfa, beta, qamma. Aralarındakı əsas fərqlər kiçikdir və silindrlərin düzülüşünə və pistonların ölçüsünə qədər qaynayır.
Xətti alternatorlu Stirling mühərriki.
Alpha Stirling -in fərqli silindrlərdə iki ayrı güc pistonu var: isti və soyuq. İsti pistonlu silindr, daha yüksək temperatura malik olan istilik dəyişdiricisində və soyuq pistonlu silindr daha soyuqda yerləşir. Rejenerator (yəni istilik dəyişdiricisi) isti hissə ilə soyuq hissə arasında yerləşir.
Beta Stirling -in bir ucunda isti, digərində soyuq olan yalnız bir silindr var. Piston silindr daxilində (gücün çıxarıldığı yer) və isti zonasının həcmini dəyişdirən yerdəyişmədə hərəkət edir. Qaz silindrin isti ucuna silindrin soyuq ucundan bir rejenerator vasitəsilə vurulur.
Gamma Stirling -də bir piston və yerdəyişmə və iki silindr var - soyuq (gücün çıxarıldığı pistonun hərəkət etdiyi yer) və isti (yerdəyişənin müvafiq olaraq hərəkət etdiyi yer). Rejenerator xaricidir, bu halda ikinci silindrin isti hissəsini soyuqla və eyni zamanda birinci (soyuq) silindrlə birləşdirir. Bu vəziyyətdə daxili rejenerator yerdəyişənin bir hissəsidir.
Bu üç klassik növə düşməyən Stirling mühərrikinin növləri var: məsələn, sızma problemlərinin həll edildiyi və fırlandığı üçün heç bir krank mexanizmi olmayan fırlanan Stirling mühərriki.
Qıvrımların yaxşı nədir və niyə pisdir? Hər şeydən əvvəl, hər şey yeyirlər və okeandakı müxtəlif su qatları arasındakı temperatur da daxil olmaqla istənilən temperatur fərqindən istifadə edə bilərlər. İçərisində yanma davamlı bir xarakter daşıyır ki, bu da yanacağın səmərəli yanmasını təmin edir, yəni ətraf mühitə uyğunluğu daha yüksəkdir. Üstəlik, heç bir işığı yoxdur. Daha az səs -küy səviyyəsi - silindrlərdə "partlayış" yoxdur. Daha az titrəmə, məsələn, beta stirling ilə. İşləyən maye üslubu ilə istehlak edilmir. Mühərrikin dizaynı son dərəcə sadədir, qaz paylama mexanizmlərinə ehtiyac yoxdur. Sürət qutusuna ehtiyac olmadığı kimi, başlanğıc lazım deyil.
Sadəlik və bir sıra "həssas" qovşaqların olmaması "stirling" ə bütün digər mühərriklər üçün on və yüz minlərlə saatlıq fasiləsiz işdə görünməmiş bir performans təmin edir.
İsveç sualtı qayığı "Gotland".
Stirlings çox qənaətlidir. Beləliklə, stirling vasitəsilə günəş enerjisinin elektrik enerjisinə çevrilməsi buxarda işləyən istilik mühərriklərindən daha yüksək səmərəlilik (31, 25%-ə qədər) verir. Bunun üçün "üslubu" silindrini daim qızdırmaq üçün günəşi "izləyən" parabolik güzgünün mərkəzində qurulur. Kaliforniyada belə bir qurğunun üzərində idi ki, yuxarıdakı nəticə 2008 -ci ildə əldə edildi və indi stirlings üzərində böyük bir günəş stansiyası tikilir. Onları yüksək sobaların qabığına bağlaya bilərsiniz və sonra çuqunun davamlı əriməsi bizə çox şey verəcək … ucuz enerji, çünki indi bu istilik boşa gedir!
Ümumiyyətlə, üslubun yalnız bir çatışmazlığı var. Çox qızdırıla bilər və sonra dərhal uğursuz olacaq. Bundan əlavə, yüksək səmərəlilik əldə etmək üçün qaz silindrdə çox yüksək təzyiq altında olmalıdır. Hidrogen və ya helium. Və bu, bütün iş qurğularının müstəsna bir uyğunluq həssaslığı və xüsusi yüksək temperaturlu yağdır. Yaxşı, ölçülər … yanma kamerasına ehtiyac yoxdur. Stirling onsuz yaşaya bilməz! Və bu əlavə bir həcm və izolyasiya və soyutma sistemidir!
Soryu, Stirling mühərrikləri ilə təchiz edilmiş Yapon sualtı qayığıdır.
Ancaq prioritetlərdəki dəyişikliyin Stirling mühərrikləri üçün yol açacağı ehtimal olunur. Ətraf mühitə uyğunluğu ön plana çəksək, daxili yanma mühərriki ilə birdəfəlik vidalaşmaq mümkün olacaq. Bundan əlavə, onlara perspektivli günəş elektrik stansiyalarının yaradılmasına böyük ümidlər bağlandı. Onlardan artıq turistlər üçün muxtar generatorlar kimi istifadə olunur. Və bəzi müəssisələr adi qaz sobasından işləyən sterlinq istehsalını qurmuşlar. NASA, nüvə və radioizotop istilik mənbələri ilə işləyən Stirling əsaslı enerji generatorları üçün də variantları nəzərdən keçirir. Xüsusilə, NASA tərəfindən planlaşdırılan Titan kosmik ekspedisiyasında elektrik generatoru ilə birlikdə belə bir üslubun istifadə edilməsi planlaşdırılır.
"Zibil atıram" - layout.
Maraqlıdır ki, Stirling mühərrikini tərs rejimdə işə salsanız, yəni volanı başqa bir mühərrikdən çevirsəniz, o zaman soyuducu maşın kimi işləyəcək (tərs Stirling dövrü) və çox təsirli olduğu ortaya çıxan maşınlardır mayeləşdirilmiş qazların istehsalı üçün.
Yaxşı, indi bir hərbi saytımız olduğuna görə, Stirlingsin keçən əsrin 60 -cı illərində İsveç sualtı qayıqlarında sınaqdan keçirildiyini qeyd edirik. Və sonra 1988-ci ildə Stirlings Nakken sinif sualtı qayığının əsas mühərriki oldu. Onlarla birlikdə su altında 10.000 saatdan çox üzdü. "Nakken" dən sonra 20 günə qədər su altında qalmağa imkan verən Stirling mühərrikləri ilə təchiz edilmiş ilk sualtı gəmilər olan "Gotland" tipli sualtı qayıqlar gəldi. Bu gün, İsveç Hərbi Dəniz Qüvvələrinin bütün sualtı qayıqlarında stirling mühərrikləri var və İsveç gəmiqayırma qurğuları, bu tip mühərrikləri adi sualtı gəmilərə quraşdırmaq üçün orijinal bir texnologiya hazırladılar və içərisində yeni bir hərəkət sistemi olan əlavə bir bölmə kəsdilər. Nəfəs almaq üçün gəmidə istifadə olunan maye oksigenlə işləyirlər və çox aşağı səs -küy səviyyələrinə sahib olduqları qeyd olunur. Sualtı gəmidə yuxarıda göstərilən çatışmazlıqlar (ölçü və soyutma problemi) əhəmiyyətli deyil. İsveçlilərin nümunəsi yaponlara diqqətə layiq görünürdü və indi Stirlings də "Soryu" sinifinin Yapon sualtı gəmilərindədir. Məhz bu mühərriklər, bu gün 5-ci nəsil sualtı qayıqlar üçün ən perspektivli bütün rejimli tək mühərriklər hesab olunur.
Penza Dövlət Universitetinin tələbəsi Nikolay Shevelevin üslubu belə görünür.
Yaxşı, indi bir növ "pis gəncliyimiz" haqqında. 1 sentyabrda tələbələrə - gələcək mühərrik mühəndislərinə gəlirəm, onlara ənənəvi suallar verirəm, oxuduqları (praktiki olaraq heç bir şey yoxdur!) baş deyil!), Hansı texniki jurnallar məlumdur - "Gənc Texnik", "Model Dizayner", "Elm və Texnologiya", "Populyar Mexanika" … (heç biri!), sonra bir tələbə mənə onun olduğunu deyir mühərrikləri sevir. 20 -dən biri, amma bu artıq bir şeydir! Sonra mənə Stirling mühərrikini özü hazırladığını söyləyir. Adi bir qalay qutusundan belə bir mühərrikin necə hazırlanacağını bilirəm, amma sonra daha təsirli bir şey etdiyi ortaya çıxdı. Deyirəm: "Gətir!" - və gətirdi. "Bunu necə etdiyinizi təsvir edin!" - və təsvir etdi və mən "esse" sini o qədər bəyəndim ki, heç bir dəyişiklik və ya ixtisar olmadan burada təqdim edirəm.
İşin başlanğıcı "yaradıcı xaos" dur.
“Texnologiyanı həmişə bəyənmişəm, xüsusən də mühərrikləri. Böyük maraqla təmir, təmir və fərdiləşdirmə ilə məşğulam. Stirling mühərrikini öyrəndikdən sonra heç bir mühərrik kimi heyran qalmadım. Stil dünyası o qədər müxtəlif və böyükdür ki, onun icrası üçün bütün mümkün variantları təsvir etmək sadəcə mümkün deyil. Başqa heç bir mühərrik dizayn baxımından belə bir çeşid verməyəcək və ən əsası onu özünüz etmək bacarığı.
Bir qalay qutusundan və digər doğaçlama vasitələrindən bir mühərrik modeli hazırlamaq fikrim var idi, amma "hər halda və nə varsa" etmək mənim qaydalarımda deyildi. Buna görə nəzəri olaraq hazırlaşmağa başlamaq üçün bu işə ciddi yanaşmağa qərar verdim. İnternetdəki ədəbiyyatı öyrəndim, amma axtarış istənilən nəticəni vermədi: məqalələri və videoları nəzərdən keçirin, bu mühərrikin modelləri üçün rəsmlərin olmaması. Hazır modellər çox baha qiymətə satılırdı. Bundan əlavə, hər şeyi özünüz etmək, iş prinsipini başa düşmək, sınaqdan keçirmək və sınaqlar aparmaq, bu mühərrikdən faydalı iş almaq və hətta iqtisadiyyatda istifadəsini tapmağa çalışmaq böyük bir istəkdir.
"İş çevrilir!" (Ağıllı bir tələbə, bütün iş prosesini yadigar olaraq lentə aldı. Vətəndaş, sənədli fotoşəkil dəlilləri … və buradalar!)
Forumlarda soruşdum və ədəbiyyatı mənimlə bölüşdülər. "Stirling Mühərrikləri" kitabı idi (Müəlliflər: G. Ryder və C. Hooper). Bu tip mühərrik quruluşunun bütün tarixini, sürətli inkişafın niyə dayandığını və bu mühərriklərin hələ də harada istifadə olunduğunu əks etdirir. Kitabdan mühərrikdə baş verən bütün prosesləri daha ətraflı öyrəndim, maraqlandıran suallara cavab tapdım. Oxumaq maraqlı idi, amma məşq etmək istəyirdim. Əlbəttə ki, İnternetdə olduğu kimi qaraj modellərinin də rəsmləri yox idi, əlbəttə ki, bir qutudan və köpük kauçukdan başqa bir model istisna olmaqla.
Böyük xoşbəxtliyimə görə, model modellərini satan şəxs bu cür modellərin hazırlanması ilə bağlı bir kurs yerləşdirdi, o vaxt 20 dollara qoydu, ona yazdım və kursun pulunu ödədim. Hər birində müəyyən bir üslub tərzini izah etdiyi bütün videoları izlədikdən sonra qamma tipli yüksək temperaturlu üslubu düzəltmək qərarına gəldim. Dizaynı, xüsusiyyətləri və görünüşü ilə məni maraqlandırdığı üçün. Video kursdan silindr diametrinin, piston diametrlərinin təxmini nisbətini, boşluqların, pürüzlülüyün nə olduğunu, istehsalda hansı materiallardan istifadə olunacağını, inşaatın bəzi nüanslarını öyrəndim. Müəllifin mühərriklərinin ölçüləri heç bir yerdə mövcud deyildi, yalnız düyünlərin ölçülərinin nisbəti.
Mən özüm bir kənddə yaşayıram, şəhərətrafı qəsəbələrdə deyərdim, anam mühasibdir, atam dülgərdir, ona görə də mühərrik düzəltmək üçün onlara müraciət etmək nədənsə yersizdi. Və kömək üçün qonşum Gennadi Valentinoviçə müraciət etdim, o, Kuznetskdəki indi dağılmış KZTM zavodunda işləyirdi.
Ümumiyyətlə, ertəsi gün Gennadi Valentinoviç mənə təxminən 1 m uzunluğunda və təxminən 50 mm diametrli bir alüminium boşluq gətirdi. Çox xoşbəxt idim, lazım olan boşluqları kəsdim və ertəsi gün içəri yanma mühərrikim üçün qızdırıcını və soyuducunu itiləmək üçün məktəbə getdim. Təlim tornasında (babasının Lenin üzərində işlədiyi) itilədim.
Əlbəttə ki, orada dəqiqlik yox idi, qızdırıcının xarici hissəsi olduqca yaxşı çıxdı, amma pistonun altındakı silindrik hissənin özü bir konus üzərində idi. Trudovik mənə darıxdırıcı kəsicinin əyildiyini izah etdi, çünki belə şeylər üçün maşın olduqca kiçik və zəifdir. Bundan sonra nə edəcəyimiz sual yarandı … Bəxtim gətirdi ki, o vaxt anam keçmiş avtomobil təmiri zavodu olan özəl bir müəssisədə mühasib işləyirdi. Valeri Aleksandrovich (bu zavodun direktoru) gözəl bir insan oldu və mənə çox kömək etdi, mənə artıq peşəkar bir sovet maşını və mənə kömək edən bir tornaçı verildi. İşlər daha əyləncəli getdi və sözün həqiqi mənasında bir həftə sonra demək olar ki, hər şey hazır idi, motorun yığılması başladı. Tikintidə maraqlı məqamlar var idi, məsələn: volanın sıxıldığı mil, başqa bir zavoddakı dəqiq mexanika emalatxanasına verilmişdi (rulmanlar üçün lazımi dəqiqliyi əldə etmək üçün); soyuducu bir torna üzərində kəskinləşdirildi və bərkidicilərin yerləri bir freze maşını ilə düzəldildi, volan bir öğütücü üzərində öğütüldü. Mənim üçün çox maraqlı və həyəcanlı idi. Zavoddakı işçilər mənim tələbə olduğumu düşünürdü və bir növ elmi əsər yazıram. Axşama qədər fabrikdə oturdum və məni Valeri Aleksandroviçin rəsmi maşını ilə evə gətirdilər. Mühərrik fabrik işçilərinin böyük bir dairəsində işə salındı, hamı çox maraqlandı. Başlanğıc uğurlu oldu, amma mühərrik zəif işləyirdi.
Nəticə sövdələşməni taclandırır! Test zamanı stendin küncü yanıb.
Çatışmazlıqlar aşkar edildi, plastik menteşələr floroplastiklərlə əvəz edildi, volan yüngülləşdirildi və balanslaşdırıldı, piston daha aşağı istilik ötürülməsi üçün floroplastik bir əlavə aldı və soyuducu daha böyük bir soyutma sahəsinə sahib oldu. İncə tənzimləmədən sonra mühərrik texniki göstəricilərini xeyli yaxşılaşdırdı.
Özüm də sevindim. Dostlar evimə gələndə ilk etdikləri şey onun yanına gəlir, başlamasını xahiş edir. Gennady Valentinoviç, üslubunu işinə göstərmək üçün maşın sürdü, hamı çox maraqlandı, kiməsə zəng etməyə belə ehtiyac duymadılar, hamı yaxınlaşdı, baxdı və maraqlandı."
Gəncin adı Nikolay Shevelevdir və qrupun rəhbəridir. Onu dekana apardım və üçümüz çox yaxşı söhbət etdik. Və sonra xatırladım ki, dünya əhalisinin yalnız 2% -i bəşəriyyəti elmi -texniki tərəqqi yolu ilə irəliyə aparmaq üçün kifayətdir. Şagirdlərin ümumi sayını saydım və başa düşdüm ki … çox narahat olmağa ehtiyac yoxdur. Nikolay kimi insanlarla irəliləyiş hələ də bizim üçün təmin ediləcəkdir!
