Отзыв о 🌡️ Sunnytech Educational Stirling Engine for Temperature Understanding от Bryan Reynolds

Это элегантный двигатель как внешне, так и в работе. Вы можете видеть, как движутся все части. Из пяти моих двигателей Стирлинга он лучше всего работает при низких температурах. Двигатель Стирлинга — это тепловой двигатель, точно так же, как паровые двигатели, бензиновые двигатели, ураганы и пьющая птица в качестве игрушки. Рабочий поршень расположен в большом цилиндре внизу. Я называю это подавителем. Он приводится в движение кривошипом на маховике. В маленьком цилиндре рабочий поршень дважды за оборот раскручивает маховик, приводя все в движение. Вытеснитель поочередно перемещает воздух из поршневого цилиндра на нижнюю пластину для нагрева, а затем на верхнюю пластину для охлаждения. Этот воздух находится внутри двигателя, поэтому он не может расширяться (или сжиматься) при нагревании (или охлаждении), а вместо этого должен увеличивать (или уменьшать) свое давление по сравнению с воздухом снаружи помещения. Перепад давления вызывает два рабочих такта за оборот: один, когда давление в двигателе ниже, чем давление в помещении, поэтому рабочий поршень толкается вниз, а другой, когда большее давление в двигателе толкает рабочий поршень вверх. Решающим для двигателя Стирлинга является то, что кривошипы управляют поршнями таким образом, что рабочий поршень в своем движении всегда на четверть оборота отстает от рабочего поршня. Таким образом, это смещение между движениями поршня вызывает необходимые изменения давления. Ход вниз начинается, когда силовой поршень находится в верхней части цилиндра, а вытеснитель находится в середине хода вниз. В этот момент воздух равномерно распределяется между более прохладной верхней частью и более теплой нижней частью. Вращающийся маховик толкает силовой поршень, чтобы начать рабочий ход. По мере того, как ход продолжается, топливо выталкивает больше воздуха в холодную верхнюю часть, и общее давление внутри падает ниже комнатной температуры. поэтому весь воздух находится в более прохладной части салона. Давление внутри мотора самое низкое, поэтому воздух в помещении сильнее всего давит на рабочий поршень. Это самая мощная часть рабочего цикла, тем более что именно здесь силовой кривошип сосредоточен на обеспечении максимального крутящего момента. Силовой поршень продолжает движение вниз и достигает конца этого хода. Теперь начинается ход вверх, функционирование которого соответствует ходу вниз. Вы можете видеть два рабочих хода, один вниз и один вверх! Запустите двигатель горячей чашкой. После того, как он начнет двигаться со скоростью около 1 об/мин (60 об/мин), снимите его и положите на стол. Смотрите, как он замедляется и останавливается. На последних 2-3 оборотах маховик движется с заметным рывком при каждом ударе. Я считаю, что самый простой способ увидеть это — посмотреть на ручку. Ход вверх труднее увидеть, потому что двигатель не находится в равновесии вращения. Маховик, вероятно, сбалансирован, но общий вес опускающихся поршней выводит систему из равновесия. Это утверждение вызывает ряд вопросов. Наиболее важным из них является то, что мы знаем, что поток тепла между воздухом и соседней пластиной не является мгновенным. Но есть намек на то, что это очень, очень быстро. При работающем двигателе край верхней пластины нагревается намного сильнее, чем центр пластины. (Температуру пластины я измерил одним из тех "пистолетов"-термометров, лазерная указка которых показывает красную точку, показывающую, где именно она проверяется.) На краю горячий воздух под порохом течет в верхнее пространство. То, что это место намного горячее, чем остальная часть пластины, предполагает, что большая часть тепла снизу быстро сбрасывается здесь, прежде чем воздух переместится дальше в холодную область. Еще момент: двигатель забирает воздух из пространства между поршнем и стенкой цилиндра. Эта утечка достаточно медленная, чтобы не влиять на КПД двигателя. Но утечка критична! Если бы двигатель не подтекал, он бы скоро вообще перестал работать! Воздух внутри двигателя нагревается намного сильнее, чем снаружи, и поэтому его давления достаточно, чтобы вытолкнуть силовой поршень до упора вверх и зафиксировать его там! Однако этого можно избежать, поскольку часть внутреннего воздуха выходит наружу, а внутреннее давление (усредненное по циклу) снова подстраивается под внешнее давление. Вы сами видите эту утечку. Держите холодный двигатель так, чтобы силовой цилиндр находился в горизонтальном положении. Поверните маховик так, чтобы рабочий поршень оказался в конце своего хода, и удерживайте его в этом положении примерно 20 секунд. Затем поверните маховик так, чтобы поршень оказался на другом конце допустимого хода, и отпустите. Вы должны увидеть, как поршень возвращается туда, где вы его держали! Повторите, на этот раз начиная с поршня на другом конце.