исследовательская работа по теме Конструирование модели двигателя Стирлинга

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:разработка и изготовление модели двигателя Стирлинга. Задачи: Поиск среди средств массовой информации и других источников материала по данной теме. Формирование конструкторских навыков. Рассмотреть устройство и применение двигателя Стирлинга от исторических фактов до современности.По найденным чертежам и описаниям создать действующую модель двигателя Стирлинга. Привлечение внимания сверстников к конструированию.Проанализировать полученные знания по данной теме. Роберт Стирлинг Рабочий цикл двигателя Стирлинга: 1 2 3 4 КОНФИГУРАЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГААльфа-СтирлингБета-стирлинг Гамма-Стирлинг НЕДОСТАТКИ: НедостаткиННННННМатериалоёмкость — основной недостаток двигателя. У двигателей внешнего сгорания вообще, и двигателя Стирлинга в частности, рабочее тело необходимо охлаждать, и это приводит к существенному увеличению массогабаритных показателей силовой установки за счёт увеличенных радиаторов. Для получения характеристик, сравнимых с характеристиками ДВС, приходится применять высокие давления (свыше 100 атм) и специальные виды рабочего тела — водород, гелий.Тепло не подводится к рабочему телу непосредственно, а только через стенки теплообменников.Стенки имеют ограниченную теплопроводность, из-за чего КПД оказывается ниже, чем можно было ожидать. Горячий теплобменник работает в очень напряжённых условиях теплопередачи, и при очень высоких давлениях, что требует применения высококачественных и дорогих материалов.Создание теплообменника, который удовлетворял бы противоречивым требованиям, весьма трудно. Чем выше площадь теплообмена, тем меньше потери тепла. При этом растёт размер теплообменника и объём рабочего тела, не участвующий в работе.Поскольку источник тепла расположен снаружи, двигатель медленно реагирует на изменение теплового потока, подводимого к цилиндру, и не сразу может выдать нужную мощность при запуске. ПРЕИМУЩЕСТВА:«Всеядность» двигателя — как все двигатели внешнего сгорания (вернее — внешнего подвода тепла), двигатель Стирлинга может работать от почти любого перепада температур: например, между разными слоями в океане, от солнца, от ядерного или изотопного нагревателя, угольной или дровяной печи и т. д. Простота конструкции — конструкция двигателя очень проста, он не требует дополнительных систем, таких как газораспределительный механизм, например. Он запускается самостоятельно и не нуждается в стартере. Его характеристики позволяют избавиться от коробки передач. Однако, как уже отмечалось выше, он обладает большей материалоёмкостью. Увеличенный ресурс — простота конструкции, отсутствие многих «нежных» агрегатов позволяет стирлингу обеспечить небывалый для других двигателей ресурс в десятки и сотни тысяч часов непрерывной работы. Экономичность — в случае преобразования в электричество солнечной энергии стирлинги иногда дают больший КПД (до 31,25 %), чем тепловые машины на пару.Бесшумность двигателя — стирлинг не имеет выхлопа, а значит — не шумит. Бета-стирлинг с ромбическим механизмом является идеально сбалансированным устройством и, при достаточно высоком качестве изготовления, даже не имеет вибраций (амплитуда вибрации меньше 0,0038 мм). Экологичность — сам по себе стирлинг не имеет каких-то частей или процессов, которые могут способствовать загрязнению окружающей среды. Он не расходует рабочее тело. Экологичность двигателя обусловлена прежде всего экологичностью источника тепла. Стоит также отметить, что обеспечить полноту сгорания топлива в двигателе внешнего сгорания проще, чем в двигателе внутреннего сгорания.   ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:Настоящие Стирлинги получили самое большое распространение в нашей жизни. Их ставят на подводные лодки, так как эти двигатели совершенно бесшумны, что очень важно для подводного корабля. Их используют как маленькие домашние электростанции, на случай если нет света. Эффективность систем отопления или охлаждения возрастает, если в контуре установлен насос принудительной подачи теплоносителя. Установка электрического насоса снижает живучесть системы, а в быту неприятно тем, что электросчётчик «накручивает» ощутимую сумму. Насос, использующий принцип двигателя Стирлинга, решает эту проблему. Миниатюрные «Стирлинги» выгодно применять для охлаждения датчиков в сверхточных приборах.   ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ: Вывод: