斯特林热机
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斯特林发动机工作原理
斯特林发动机是一种外燃式热机,其工作原理可以概括为以下几个步骤:
1. 加热过程:斯特林发动机的工作循环开始于加热过程。
在这个过程中,工作气体(通常为氢气或氦气)被加热并膨胀,进而推动活塞向外运动。
加热源可以是燃烧燃料、太阳能或其他形式的热能。
2. 膨胀过程:当活塞被推向对侧时,工作气体被压缩到更高的温度和压力下。
该过程中膨胀气体的压力能被转化成机械能,从而驱动发动机的输出轴。
3. 冷却过程:经过膨胀过程后,工作气体进入到冷却器,与外部环境进行热交换。
在这个过程中,工作气体的温度下降,从而回到初始状态。
4. 压缩过程:在冷却过程结束后,活塞再次向内移动,将工作气体压缩,使其温度和压力上升,为下一个加热过程做准备。
整个工作循环是一个封闭系统,通过不断重复以上步骤,将热能转化为机械能,从而驱动发动机运转。
斯特林发动机与内燃机相比,没有爆燃和排气过程,因此噪音和污染较低。
同时,斯特林发动机还可以使用多种类型的热源,如太阳能和生物质能,具有较高的灵活性和可持续性。
斯特林热机原理
热机是利用热能进行能量转换的设备,它可以将热能转化为机械能或电能,实现能源的利用和转化。
热机的发展历史可以追溯到古代,但真正的热机原理是在18世纪才被发现和研究的。
斯特林热机是其中的一种,它是由苏格兰工程师罗伯特·斯特林于1816年发明的。
斯特林热机原理基于热力学第一定律和第二定律,通过热量的传递来实现能量转换。
其工作原理是通过一个封闭容器内的工作气体,使气体在热源和冷源之间进行循环。
当气体接触到热源时,气体吸收热量,膨胀变大,推动活塞向外运动;当气体接触到冷源时,气体放出热量,收缩变小,推动活塞向内运动。
这样,就可以实现气体的循环运动,从而推动机械装置进行功。
斯特林热机的优点是效率高、噪音小、环保、可靠性高等。
它的工作原理与内燃机不同,内燃机需要燃料燃烧产生高温高压气体推动活塞运动,而斯特林热机只需要外部热源和冷源的作用,无需燃料燃烧,因此不会产生污染物和噪音。
此外,斯特林热机的结构简单,维护方便,可靠性高,适用于各种场合。
然而,斯特林热机也存在一些缺点。
首先,它的体积较大,不适合用于小型设备;其次,它的启动和停止需要一定的时间,不适合频繁启停;最后,它的效率受到循环气体的影响较大,需要优化设计。
因此,在实际应用中需要根据具体情况进行选择和优化。
总之,斯特林热机是一种高效、环保、可靠的热机,其工作原
理基于热力学定律,通过热量的传递实现能量转换。
虽然存在一些缺点,但在特定场合下仍具有广泛的应用价值。
随着科技的不断发展,相信斯特林热机会有更广阔的应用前景。
斯特林热机的可行性分析与展望斯特林热机是一种基于热力学原理运作的热机,通过热量转换为机械功,具有高效、低排放等优点。
斯特林热机的可行性分析与展望是目前工业界和学术界都比较关注的研究领域。
1. 可行性分析斯特林热机可行性分析主要从以下几个方面入手:1.1 原理分析斯特林热机的原理是通过两个恒温热源形成温差,使工作物质在两端做功,从而转化热能为机械能。
这种转换是通过循环运行的,即工作物质在不同温度下进行压缩和膨胀,完成功的交换。
这种原理与燃气轮机和蒸汽轮机等传统热机不同,不存在燃烧生成废气等问题。
1.2 效率分析斯特林热机的效率可以达到理论极限,即卡诺循环效率。
这是因为斯特林热机采用了内部循环的方式,减少了能量的放散和浪费。
此外,斯特林热机不需要传统热机中的冷却装置,也减少了能量的浪费。
1.3 应用分析现今市场上还没有成熟的斯特林热机产品,但是随着环保意识的增强和科技的不断创新,斯特林热机在一些特定领域内已经开始得到应用,如超导材料制冷、太阳能供电等。
2. 展望虽然现今斯特林热机的应用较为有限,但是随着科技和环保意识的不断提高,斯特林热机也将有着广阔的发展空间和应用前景。
2.1 能源利用斯特林热机可以利用各种热源来进行驱动,如太阳能、海洋热能、核废料等,燃烧产生的废气也可以被利用。
这种能源吸收和利用的多样性将促进可再生能源的应用与普及。
2.2 工业应用斯特林热机具有低排放、高效等特点,可以用于工业生产过程中的一些热能回收、制冷和发电等领域,促进企业的绿色生产。
2.3 航空和航天应用斯特林热机可以应用于飞行器的供电和制冷,并且符合航空、航天领域的技术和安全标准,可以为航空、航天产业提供新的技术解决方案。
3. 结论斯特林热机作为一种新型的高效热机,具有广阔的发展空间和应用前景。
随着科技的不断革新和环保意识的提高,可以预见,斯特林热机将在未来的各个领域内得到更加广泛的应用,为经济发展和环境保护做出更大的贡献。
斯特林发动机简单原理
斯特林发动机(Stirling Engine)是一种利用温度差而产生功能的机械装置,它可以将温度差转化为旋转机械能。
该发动机是由英国发明家史蒂文•斯特林于1816年创造的,因此得名。
斯特林发动机是一种循环式热机,其原理很简单。
它利用热量源(如煤、石油、太阳能等)的热能来推动发动机,然后把热量转换成机械能。
斯特林发动机的基本原理是热能转换机械能。
它由三个主要部件组成:一个活塞、一个头箱和一个尾箱。
其中,头箱可以吸收热量,活塞则在头箱和尾箱之间运动,从而将热能转换成机械能。
其工作过程可以分为四个步骤:
第一步:头箱内的气体吸收热量,它会使气体急剧膨胀,产生一个大量的气体压力;
第二步:活塞顺势地沿着箱体内的活塞杆运动,将气压力传达到尾箱;
第三步:尾箱内的气体因受到压力而收缩,释放出一些热量;
第四步:活塞反弹回去,从而形成一次循环。
通过以上四个步骤,斯特林发动机不断循环,将温度差转换成机械能,从而推动发动机发挥作用。
斯特林发动机的特点是体积小、功率小、效率高、噪音小,因此被广泛应用于冷冻制冷、汽车发动机、遥控器等领域。
斯特林发动机是一种高效的发动机,通过不断循环的活塞杆来转换热量,从而提供动力源。
斯特林热机原理热力学中,热机是将热能转化为机械能的设备。
斯特林热机是一种基于热力学循环的热机,它通过将气体在两个不同温度间的膨胀和压缩来完成工作。
斯特林热机的原理是基于热力学第一定律和热力学第二定律。
在本文中,我们将探讨斯特林热机的原理、构造和应用。
斯特林热机的原理斯特林热机的基本原理是将气体在两个不同温度间的膨胀和压缩来完成工作。
这个过程是通过热力学循环完成的。
斯特林热机的热力学循环包括四个过程:加热、等容膨胀、冷却和等容压缩。
在加热过程中,气体被加热到高温,同时体积保持不变。
在等容膨胀过程中,气体被加热,同时体积增加。
在冷却过程中,气体被冷却到低温,同时体积保持不变。
最后,在等容压缩过程中,气体被冷却,同时体积减小。
斯特林热机的原理基于热力学第一定律和热力学第二定律。
热力学第一定律规定了能量守恒,即能量不能被创造或破坏,只能从一种形式转化为另一种形式。
斯特林热机通过将热能转化为机械能,符合热力学第一定律的要求。
热力学第二定律规定了热量不能自行从低温物体传递到高温物体,而是需要使用外部能量。
斯特林热机在等容膨胀和等容压缩过程中,通过外部能量将热量从低温物体传递到高温物体,符合热力学第二定律的要求。
斯特林热机的构造斯特林热机的构造包括一个气缸、一个活塞、两个热交换器和一个运动机构。
气缸内有一个活塞,活塞上有一个活塞杆,通过一个运动机构与曲柄轴相连。
两个热交换器分别与气缸相连,一个用于加热和冷却,另一个用于等容膨胀和等容压缩。
热交换器可以是管式或板式,它们的作用是将热量从高温物体传递到低温物体,或者从低温物体传递到高温物体。
斯特林热机的运动机构包括一个曲柄轴和一个连杆。
曲柄轴与活塞杆相连,通过连杆将直线运动转化为旋转运动。
运动机构的作用是将气缸内的气体在热力学循环中进行膨胀和压缩。
斯特林热机的应用斯特林热机可以应用于许多领域,如发电、制冷和供暖。
由于斯特林热机具有较高的效率和较低的排放,它在可再生能源领域的应用越来越广泛。
斯特林热机原理的应用简介斯特林热机是一种热力循环机械,利用工质在压缩和膨胀过程中对外界做功或从外界得到功的机械装置。
它基于隔热过程和等温过程,通过工质在热力循环中的热力变化实现能量转化。
斯特林热机的应用广泛,涉及能源领域、工业生产、航天技术等多个领域。
能源领域应用•斯特林发电机:在能源领域,斯特林热机常被用于发电系统中的能源转化过程。
斯特林发电机利用斯特林热机的原理和工作方式,将热能转化成电能。
它具有高效能、低噪音、低排放等优点,被广泛应用于太阳能、生物质、地热能等可再生能源的发电系统中。
斯特林发电机无需燃料燃烧,不会产生有害气体和噪音,符合环保要求。
•斯特林制冷机:斯特林热机的原理也可以被用于制冷机的制冷过程。
斯特林制冷机利用工质在压缩和膨胀时释放和吸收热量的特性,实现对空气或物体的制冷。
相比传统制冷机,斯特林制冷机能够提供更稳定和连续的制冷效果,且无需使用有害氟利昂等化学物质,更环保、更节能。
工业生产应用•斯特林空压机:在工业生产中,空压机是一种常用的设备,用于压缩空气供应给生产设备使用。
传统的空压机常常存在能耗高、噪音大等问题。
而斯特林空压机则通过斯特林热机的原理,实现了更高效、更节能的空气压缩过程。
斯特林空压机减少了传统压缩机的能耗和噪音,提高了生产效率,可以广泛应用于制造业、汽车工业等领域。
•斯特林热风炉:斯特林热风炉是一种工业加热设备,利用斯特林热机的原理,将热能转化为热风供应给生产过程中的加热设备使用。
相较于传统的燃油或煤炭加热设备,斯特林热风炉不产生废气和废热,不会造成环境污染。
同时,斯特林热风炉具有高效热能转换和节能的特点,能够提高生产效率。
航天技术应用•斯特林发动机:斯特林发动机是一种用于航天器推进的发动机。
它利用斯特林热机的原理,将热能转化为推力推动航天器前进。
斯特林发动机具有简单结构、可靠性高、高效能等优点,可用于推动无人飞行器、宇宙飞船等航空航天器。
•空间太阳能板:斯特林热机的原理也被应用于太阳能板技术中。
斯特林热机工作原理嘿,你有没有想过,有一种机器,它就像一个神奇的魔法盒,能够把热量转化为有用的功,而且工作起来特别有趣呢?这就是斯特林热机啦。
我有个朋友,叫小李,他对机械特别着迷。
有一次我们聊天,他就跟我说起了斯特林热机。
他眼睛放光,那兴奋劲儿就像发现了新大陆一样。
他说:“你知道吗?斯特林热机可不得了,它的原理就像是一场精心编排的热舞。
”我当时就被他的话勾起了好奇心。
那斯特林热机到底是怎么工作的呢?咱们先得从它的结构说起。
斯特林热机有两个主要的部分,一个是热腔,另一个是冷腔,就像两个不同的舞台。
这两个腔之间通过一个管道连接着,还有一个关键的部件,叫做移气活塞。
想象一下啊,热腔就像是一个火热的派对现场,里面充满了高温的气体。
这些气体就像是一群充满活力的舞者,它们热情高涨,能量满满。
当热腔被加热的时候,里面的气体受热膨胀,哎呀,就像那些舞者听到了超嗨的音乐,开始疯狂地舒展身体,占据更大的空间。
这时候,移气活塞就开始发挥作用了。
它就像一个指挥家,引导着那些“气体舞者”向冷腔移动。
冷腔呢,就像是一个安静的休息室,温度比较低。
那些从热腔跑过来的高温气体,进入冷腔后,就像一群在外面疯玩后累了的孩子,开始冷静下来。
因为冷腔温度低啊,气体遇冷就收缩,体积变小。
我给你打个比方吧。
这就好比是一群在太阳下晒得滚烫、跑来跑去的小皮球,突然被放进了冷水里。
小皮球的气就会收缩,是不是?斯特林热机里的气体也是这个道理。
在这个过程中,气体的体积变化就推动了活塞运动,从而产生了功。
这就像是那些气体舞者虽然冷静下来了,但它们在变化的过程中,还是推动了周围的东西,做出了有用的事情。
那这个热机是怎么循环工作的呢?这就更有趣了。
它有四个主要的过程,就像一场舞蹈表演的四个章节。
第一个过程是加热过程。
热腔被外部热源加热,里面的气体膨胀,就像我前面说的,舞者开始疯狂热舞。
这时候,移气活塞不动,就像指挥家在旁边静静地看着舞者们尽情发挥。
第二个过程是移气过程。
简述斯特林空气热机的工作原理,循环过程的
组成
斯特林空气热机是一种以空气为工质的热机,其工作原理相比较于常
见的内燃机有所不同。
下面我们来分步骤详细的阐述斯特林空气热机
的工作原理及循环过程的组成。
步骤1:压缩空气
首先,斯特林空气热机需要通过压缩活塞将空气压缩为高温高压状态,以产生热能。
步骤2:加热空气
然后,将压缩后的空气送进加热器,通过加热器内的加热管或者火焰
等方式,将空气加热至高温高压状态,使其膨胀。
步骤3:膨胀空气
随后,膨胀的空气通过推动活塞等方式,将能量转化为机械能,推向
活塞,产生动力,以供给机器工作。
步骤4:降温空气
最后,将膨胀后的空气自动或人工地从加热器内排出,并送往冷却器中,使其自然冷却回到低温低压状态,以便下一次的循环使用。
在冷
却器中,空气通过对流的方式与外界换热,将热量散出,以降低温度。
总结一下,斯特林空气热机的循环过程大体可分为四个步骤:压缩、
加热、膨胀、降温。
它通过循环将热能转化为机械能,具有高效、环保、可靠等优点。
需要注意的是,斯特林空气热机是一种通过物理过程完成能量转化的热机,不需要燃油,也不会排放有害物质,因此被广泛应用于一些特殊的场合,如太空探索、海底开采等。
斯特林发动机原理斯特林发动机是一种热机,它利用循环过程将热能转化为机械能。
它的工作原理基于气体的热胀冷缩性质,通过气体的循环过程实现能量转换。
下面将详细介绍斯特林发动机的工作原理。
首先,斯特林发动机是由两个活塞组成的。
一个是工作活塞,另一个是辅助活塞。
这两个活塞分别位于两个独立的气缸内。
在工作活塞所在的气缸内,气体经过加热膨胀,推动活塞做功。
而在辅助活塞所在的气缸内,气体经过冷却压缩,需要消耗一定的功。
这两个气缸通过热交换器相连,使得气体可以在两个气缸之间循环流动。
其次,斯特林发动机的工作过程可以分为四个阶段,加热、膨胀、冷却和压缩。
在加热阶段,工作活塞所在的气缸内的气体被加热,气体温度升高,压力增加,从而推动活塞做功。
在膨胀阶段,气体推动活塞做功,从而对外界做功。
在冷却阶段,气体被送往辅助活塞所在的气缸内,通过冷却,气体温度降低,压力减小。
最后,在压缩阶段,气体被压缩,需要消耗一定的功。
这样,气体完成了一个循环过程。
再次,斯特林发动机的工作原理可以通过循环过程的热力学分析来解释。
根据热力学第一定律,能量守恒,气体在循环过程中所做的功等于所吸收的热量减去所放出的热量。
而根据热力学第二定律,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,因此需要外界做功。
斯特林发动机利用这两个热力学定律,通过循环过程将热能转化为机械能。
最后,斯特林发动机相对于其他内燃机具有一些优点。
首先,它的工作过程是恒温过程,因此能够实现高效率的能量转化。
其次,它的工作过程是闭合循环,不会排放废气,对环境没有污染。
再次,它的结构简单,运行平稳,维护成本低。
因此,斯特林发动机在一些特定的场合具有一定的应用前景。
总之,斯特林发动机是一种利用气体循环过程将热能转化为机械能的热机。
它的工作原理基于气体的热胀冷缩性质,通过加热、膨胀、冷却和压缩四个阶段实现能量转换。
通过热力学分析可以解释斯特林发动机的工作原理。
相对于其他内燃机,斯特林发动机具有一些优点。
斯特林热机机电1213班张古琴12223083 076 一.什么叫做斯特林热机?斯特林热机也叫做斯特林发动机,由伦敦的牧师罗巴特斯特林(Robert Stirling)于1816年发明的,所以命名为“斯特林发动机”(Stirling engine)。
斯特林发动机是独特的热机,因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率。
斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。
这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程。
外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机,有别于依靠燃料在发动机内部燃烧获得动力的内燃机。
新型外燃机使用氢气作为工质,在四个封闭的气缸内充有一定容积的工质。
气缸一端为热腔,另一端为冷腔。
工质在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀做功。
燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换。
由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题,从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。
外燃机可以燃烧各种可燃气体,如:天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等,也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料,还可以燃烧木材,以及利用太阳能等。
只要热腔达到700℃,设备即可做功运行,环境温度越低,发电效率越高。
外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响,非常适合于高海拔地区使用。
但是,斯特林发动机还有许多问题要解决,例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高,热量损失是内燃发动机的2-3倍等。
所以,还不能成为大批量使用的发动机。
二.哪些过程是吸收过程?斯特林热机采用封闭气体进行循环,工作气体可以是空气、氮气、氦气等。
如图1所示,在热机封闭的气缸内充有一定容积的工作气体。
汽缸一端为热腔,另一端为冷腔。
置换器活塞推动工作气体在两个端之间来回运动,气体在低温冷腔中被压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀做功。
如此循环不休,将热能转化为机械能,对外做功。
理论上,斯特林热机的热效率很高,其效率接近理论最大效率(称为卡诺循环效率)。
但二者又有所不同,前者由两个等温过程和两个等容过程构成,如图2所示。
而后者由两个等温过程和两个绝热过程构成。
斯特林热机属于可逆热机,既可用于制热,又可用于制冷;既可将热能机械能,又可将机械能热能。
如果用于制冷,则图2中的四个热力学循环将沿逆时针方向进行。
图2 斯特林热机的四个循环过程下面结合循环图(图2)和活塞运动图(图3),来详细分析一下斯特林热机的四个循环过程。
一个装有两个对置活塞的气缸,在两个活塞之间设置一个回热器。
可以把回热器设想成一块交替放热和吸热的热力海绵。
回热器和活塞之间形成了两个空间。
一个称为膨胀腔,使它保持高温Tmax;另一个称为压缩腔,使它保持低温Tmin。
因此,在回热器两端有一个温度梯度Tmax-Tmin。
假设回热器在纵向没有热传导,与卡诺循环情况一样,假设活塞在运动中无摩擦,工作气体在气缸中无泄露损失。
循环开始时,设压缩腔活塞处于外止点,膨胀腔活塞处于内止点并紧靠回热器端面。
这样,全部工作气体都处于冷的压缩腔内。
因为此时的容积为最大值,所以工作气体的压力和温度都处于最小值,用图2和图3中的点1表示。
在压缩过程1~2,压缩腔活塞向内止点运动,膨胀腔活塞保持不动,工作气体在压缩腔内被压缩,压力增加。
因为热量Qc已经通过压缩腔汽缸壁排放到环境中,故工作气体的温度保持不变。
此过程中,工作物质等温冷却收缩,热量在Tmin温度下从工作气体传递给外部低温热源。
在回热过程2~3中,两个活塞同时运动,压缩活塞继续向回热器运动,而膨胀活塞远离回热器,因此两活塞间的容积保持不变。
工作气体通过回热器从压缩腔转移到膨胀腔。
当工作气体通过回热器时,被回热器中的热量加热,温度从Tmin上升到Tmax后流入膨胀腔。
由于工作气体通过回热器时,是在等容条件下被逐渐提高温度的,结果使压力增加。
此过程中,工作物质等容吸热升温,热量从回热器传递给工作气体。
在等温膨胀过程3~4中,膨胀腔活塞继续朝背离回热器的方向,向外止点运动,压缩腔活塞则停留在内止点并紧靠回热器。
在膨胀过程中,容积增大,压力降低。
由于从外热源向系统加入热量QE,工作气体温度保持不变。
此过程中,工作物质等温吸热膨胀,热量在Tmax温度下从外部热源传递给工作气体。
循环的最后一个过程4~1也是回热过程。
在此期间,两活塞同时运动,保持容积不变,使工作气体从膨胀腔通过回热器返回到压缩腔。
在通过回热器时,热量从工作气体传给回热器,工作气体温度降低到Tmin并流入到压缩腔。
工作气体在过程中释放出的热量将保存在回热器内,直到下一个循环中的2~3过程,再传递给工作气体。
此过程中,工作物质等容冷却降温,热量从工作气体传递给回热器。
总的来说,理想斯特林热机的热力学循环就是:1)1→2过程,工作物质等温冷却收缩。
热量在Tmin温度下从工作气体传递给外部低温热源。
2)2→3过程,工作物质等容吸热升温。
热量从回热器传递给工作气体。
3)3→4过程,工作物质等温吸热膨胀。
热量在Tmax温度下从外部热源传递给工作气体。
4)4→1过程,工作物质等容冷却降温。
热量从工作气体传递给回热器。
三.热机效率如何计算?由图2中的P-V图可见,经过以上循环过程,发动机会反复对气体进行加热和冷却,以便从气体的膨胀和收缩中吸取热量,产生机械能,对外做功。
如果在过程2~3中的传热量与过程4~1中的相等,则发动机与其环境之间发生的热交换仅仅是3→4过程中的供热和1→2过程中的放热。
供热和放热都是在等温条件下进行,因此满足了热力学第二定律对最高热效率的要求,所以斯特林循环的热效率与卡诺循环相同,即ηT-T=min)max/max(T斯特林循环胜过卡诺循环的主要优点是用两个等容过程代替两个绝热过程,这就大大增加了P-V图的面积。
因此,为了取得适当的功,它不需要象卡诺循环那样,必须借助于很大的压力和扫气容积。
四.讨论回热式循环热气机(即斯特林发动机)的理想热力循环,为19世纪苏格兰人R.斯特林所提出,因而得名。
斯特林循环是由两个定容吸热过程和两个定温膨胀过程组成的可逆循环,而且定容放热过程放出的热量恰好为定容吸热过程所吸收。
热机在定温(T1)膨胀过程中从高温热源吸热,而在定温(T2)压缩过程中向低温热源放热。
斯特林循环的热效率为式中W 为输出的净功;Q 1为输入的热量。
根据这个公式,ηt只取决于T1和T2,T1越高、T 2越低时,则ηt越高,而且等于相同温度范围内的卡诺循环热效率。
因此,斯特林发动机是一种很有前途的热力发动机。
斯特林循环也可以反向操作,这时它就成为最有效的制冷机循环。
五.课堂教具分析在本装置中有两个活塞:1.动力活塞:这是发动机上方较小的活塞。
它是紧封闭的。
当发动机内的气体膨胀时,动力活塞会向上运动。
2.置换器活塞:这是装置中较大的活塞。
它在气缸中非常自由,因此随着其上下运动,空气很容易在加热式或冷却式气缸之间流动。
置换器活塞通过上下运动来控制是对发动机中的气体进行加热还是冷却。
它有两个位置:当置换器活塞靠近大气缸的上方时,发动机内的大部分气体由热源加热,然后开始膨胀。
发动机内产生的压力会强制动力活塞向上运动。
当置换器活塞靠近大气缸的底部时,发动机内的大部分气体开始冷却收缩。
这会导致压力下降,从而使动力活塞向下运动,对气体进行压缩。
发动机会反复对气体进行加热和冷却,以便从气体的膨胀和收缩中吸取能量。
在本装置中,有配气活塞和动力活塞两个活塞。
其中配气活塞并不密封,气体可以从其所在气缸和动力活塞所在和气缸间的缝隙中自由流动:配气气缸底部气体受热,配气活塞向上运动。
配气活塞上部气体受到压迫,一部分进入动力气缸推动动力活塞运动,一部分从缝隙中进入配气活塞底部受热膨胀继续推动配气活塞。
动力活塞转动,带动飞轮,飞轮带动配气活塞向下运动。
配气活塞压迫气体进入上方,气体被冷却收缩,配气活塞上升,完成一个循环。
六、优缺点及应用由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题,从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。
外燃机可以燃烧各种可燃气体,如:天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等,也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料,还可以燃烧木材,以及利用太阳能等。
只要热腔达到700℃,设备即可做功运行,环境温度越低,发电效率越高。
外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响,非常适合于高海拔地区使用。
但是,斯特林发动机还有许多问题要解决,例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高,热量损失是内燃发动机的2-3倍等。
所以,还不能成为大批量使用的发动机。
但是不可否认,在未来,斯特林发动机将成为发动机发展的方向之一。
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