斯特林發(fā)動機的原理---[請教]

ljh99011114

最近看到一些關(guān)于斯特林發(fā)動機的文章，里面所講的原理都太過于簡單。不知道哪位大俠懂這種發(fā)動機。請賜教！

fficeffice" />有興趣的可以一起討論一下��！

無線風(fēng)箏

        燃氣外燃機——熱氣機是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動機。因它是在1816年為蘇格蘭的R.斯特林所發(fā)明，故又稱斯特林發(fā)動機。熱氣機可用氫、氮、氦或空氣等作為工質(zhì)，按斯特林循環(huán)工作。在熱氣機封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫熱腔中迅速加熱，膨脹作功。燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。已設(shè)計制造的熱氣機有多種結(jié)構(gòu)，可利用各種能源，已在航天、陸上、水上和水下等各個領(lǐng)域進行應(yīng)用試驗。熱氣機的功率傳遞機構(gòu)分為曲柄連桿傳動、菱形傳動、斜盤或擺盤傳動、液壓傳動和自由活塞傳動等。按缸內(nèi)循環(huán)的組成形式分，熱氣機主要有配氣活塞式和雙作用式兩類。配氣活塞式熱氣機 在一個氣缸內(nèi)有兩個活塞作規(guī)律的相對運動，冷腔與熱腔之間用冷卻器、回熱器和加熱器連接，配氣活塞推動工質(zhì)在冷熱腔之間往返流動。

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         熱力循環(huán)可以分為4個過程:①定溫壓縮過程:配氣活塞停留在上止點附近，動力活塞從它的下止點向上壓縮工質(zhì)，工質(zhì)流經(jīng)冷卻器時將壓縮產(chǎn)生的熱量散掉，當動力活塞到達它的上止點時壓縮過程結(jié)束。②定容回熱過程:動力活塞仍停留在它的上止點附近,配氣活塞下行，迫使冷腔內(nèi)的工質(zhì)經(jīng)回熱器流入配氣活塞上方的熱腔，低溫工質(zhì)流經(jīng)回熱器時吸收熱量，使溫度升高。③定溫膨脹過程：配氣活塞繼續(xù)下行，工質(zhì)經(jīng)加熱器加熱，在熱腔中膨脹，推動動力活塞向下并對外作功。④定容儲熱過程：動力活塞保持在下止點附近，配氣活塞上行，工質(zhì)從熱腔經(jīng)回熱器返回冷腔，回熱器吸收工質(zhì)的熱量，工質(zhì)溫度下降至冷腔溫度。

        在理論上，定容儲熱量等于回熱量，其循環(huán)效率等于卡諾循環(huán)效率。兩個活塞的運動規(guī)律是由菱形傳動機構(gòu)來保證的。 雙作用式熱氣機 每個氣缸內(nèi)只有一個活塞，兼起配氣活塞和動力活塞的作用。各缸的上部為熱腔，下部為冷腔。各熱腔經(jīng)加熱器、回熱器和冷卻器與鄰缸的下部冷腔連接,組成一個動力單元。雙作用式熱氣機示意圖為四缸布置的雙作用熱氣機。各缸相位差為90°，能保證良好的熱力性能。雙作用式熱氣機的結(jié)構(gòu)更為緊湊和輕巧。

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http://col.njtu.edu.cn/zskj/4013/text/chapter6/therm6.4/index/indexmessage.htm有比較詳細的介紹，樓主可以去看看學(xué)習(xí)一下。

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        熱氣機的主要優(yōu)點是能用各種能源，無論是液態(tài)的、氣態(tài)的或固態(tài)的燃料，當采用載熱系統(tǒng)（如熱管）間接加熱時，幾乎可以使用任何高溫熱源（太陽能、放射性同位素和核反應(yīng)等），而發(fā)動機本身（除加熱器外）不需要作任何更改。熱氣機實際循環(huán)效率較高，已接近柴油機，排氣中有害成分較少，噪聲較低。因燃料是在較多的過量空氣下連續(xù)燃燒的，熱氣機無需氣門機構(gòu)，無爆炸燃燒，運行平穩(wěn)振動小。

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         熱氣機尚存在的主要問題和缺點是制造成本較高，工質(zhì)密封技術(shù)較難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機器較為笨重。

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        熱氣機的發(fā)展趨勢是：應(yīng)用新材料（如陶瓷）和新工藝，以降低造價；對實際循環(huán)進行理論研究，完善結(jié)構(gòu)，提高性能指標；在應(yīng)用方面研究汽車用的大功率燃煤熱氣機、太陽能熱氣機和特種用途熱氣機。

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       斯特林循環(huán)：熱氣機（即斯特林發(fā)動機）的理想熱力循環(huán)，為19世紀蘇格蘭人R.斯特林所提出，因而得名。它是由兩個定容吸熱過程和兩個定溫膨脹過程組成的可逆循環(huán)，而且定容放熱過程放出的熱量恰好為定容吸熱過程所吸收。熱機在定溫(T1)膨脹過程中從高溫熱源吸熱，而在定溫(T2)壓縮過程中向低溫熱源放熱。斯特林循環(huán)的熱效率為公式（見最下圖）中W 為輸出的凈功；Q1為輸入的熱量。根據(jù)這個公式，只取決于T1和T2，T1越高、T2越低時，則越高，而且等于相同溫度范圍內(nèi)的卡諾循環(huán)熱效率。因此，斯特林發(fā)動機是一種很有前途的熱力發(fā)動機。斯特林循環(huán)也可以反向操作，這時它就成為最有效的制冷機循環(huán)。

無線風(fēng)箏

這種外燃機，現(xiàn)在多用在大型船機上，上面這些資料我也是在網(wǎng)上找到的，僅供參考。因為本人是搞車用發(fā)動機的，所以對船用和發(fā)電機組不是太了解，希望大家多多討論，以便豐富大家的知識面。

ljh99011114

那個網(wǎng)頁我已經(jīng)看了，謝謝！
" c0 o8 `9 V- g% r8 I5 |不過他上班的原理寫的太簡單，我還是不太明白。
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比喻：①定溫壓縮過程，是什么力量讓動力活塞從它的下止點向上壓縮工質(zhì)？配氣活塞怎么會停�。�
      ②定容回熱過程，兩個活塞為什么會動作？
      ③定溫膨脹過程，配氣活塞為什么會下行？動力活塞怎么會停�。�

0 v& _6 ], [- `, _活塞工作時它的動力到底是成那來的？

livecs68

瑞典的潛艇也用斯特林發(fā)動機。
樓主，看來你的學(xué)習(xí)精神值得大家學(xué)習(xí)，要想完全學(xué)明白了，請看工程熱力學(xué)和熱氣機設(shè)計。有詳細的說明。

ljh99011114

過獎了！
看了一本熱氣機的書，也只是大概的看了一下！里面講的很專業(yè)，也都是一些原理的東西，我上面提到的問題，在那上面我沒找到答案。現(xiàn)在再讓我學(xué)工程熱力學(xué)，也太難為我了。所以想在這里和大家討論一下。不知道有沒有關(guān)于這方面的專業(yè)論壇？看了美國的STM公司研制出來一種斯特林發(fā)動機，就是搞不清楚它是怎么動作？我傳上來，有興趣的看一下啊！

livecs68

樓主說的是美國的STM公司研制出來的一種斯特林車用機嗎，樓主的資料怎么沒看到！

A209

可不可以把他看作冰箱或空調(diào)的壓縮機呢？作用相反

ljh99011114

其實我主要就是想知道，里面的氣體是怎樣流動的，它又是怎樣讓兩個活塞運動的？
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! e3 A; Y  S6 I4 e( P" t) O7 ISTM產(chǎn)品
燃料燃燒型——現(xiàn)場發(fā)電
STM低熱值專用燃燒器安裝在斯特林發(fā)動機上，能夠燃燒各種常規(guī)燃料，包括：柴油、煤油、酒精、天然氣、氫和丙烷等。也能利用各種資源回收燃料，諸如：人工煤氣、礦井瓦斯、煤層氣、石油伴生氣、煉廠伴生氣，以及來自垃圾填埋場或污水處理廠污泥和其他生物廢棄物發(fā)酵再生的沼氣燃料，甚至可以利用生物質(zhì)熱解氣體和煤礦地下汽化氣資源。燃料熱值只要能夠達到2670大卡/Nm3 即可運行。
使用斯特林外燃結(jié)構(gòu)時，燃燒物不與任何精確運動部件和潤滑劑接觸，PowerUnits能夠直接燃燒低熱值的含塵氣體，如果為減少維護費用和延長設(shè)備壽命，也可以將含塵氣體應(yīng)另外燃燒和排放，是STM斯特林外燃機只利用其熱量。
連續(xù)的外燃燒過程允許對排放進行精確控制，這使得STM的PowerUnits不僅對燃料具有極為廣泛的適應(yīng)性，而且對環(huán)境的污染極小。
  2臺STM沼氣發(fā)電機組在運行
7 K9 `3 }* h7 q% _- A9 w1 h廢熱利用型
5 X2 N( A: _+ S1 Y能夠?qū)⑵渌�能產(chǎn)生不低于7600C熱煙氣的廢熱，諸如：焚化爐、干燥爐、熔爐、熱氧化器或其他過程的尾氣余熱，直接轉(zhuǎn)化為電能，而不產(chǎn)生任何額外的排放。
熱源還可以是一個與PowerUnit相分離的外部燃燒器，該燃燒器設(shè)計為可以燃燒更大范圍的燃料，用于向STM發(fā)動機供應(yīng)熱量。當可作為再生資源的廢棄燃料品質(zhì)太差可能不得不花費大量資金進行再處理時，這一選項將有很多好處。上述廢棄燃料包括固體廢棄物、有機廢物或各種液體可燃廢棄物。外熱還可以是來自其他發(fā)電裝置，諸如：往復(fù)式發(fā)動機、燃氣輪機或燃料電池的尾氣。
最后，外部熱源還可以是集中式太陽熱，將一排鏡子聚焦于STM發(fā)動機熱交換面，熱能也能夠驅(qū)動STM斯特林外燃機發(fā)電，并向向日葵一樣自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動。STM太陽熱發(fā)電裝置還可以安裝移動式燃燒器，以便在沒有陽光時也能保證電能的供應(yīng)。
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2 o1 H: P0 R) D7 O安裝在美國五角大樓的STM太陽日—沼氣型機組
技術(shù)
斯特林循環(huán)技術(shù)——工作原理
STM的斯特林外燃發(fā)動機是一種熱發(fā)動機，高壓氫氣作為一種氣態(tài)工質(zhì)，密封在機器中。發(fā)動機的熱腔通過燃燒器燃燒燃料或外部熱煙氣而維持在一個持續(xù)的高溫狀態(tài)下，冷腔提供持續(xù)流動的冷卻水則維持在較低的溫度狀態(tài)下。通過加溫工作氣體，驅(qū)動發(fā)動機活塞在機器的冷、熱腔之間前后移動。在熱端膨脹，推動各個活塞（共四個）的頂部做功，并對每個活塞下面的冷氫氣進行壓縮�；钊�的往復(fù)運動通過一個旋轉(zhuǎn)斜盤被轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，為發(fā)電機提供動力。在熱端和冷端之間使用了一個回熱器以提高效率。

如果熱源包含足夠的能量（足夠高的溫度和足夠大的流量），STM發(fā)動機就可以利用這種熱源。這一熱量可以通過以下兩種方式得到：來自于STM發(fā)動機之外的熱源；各種燃料在STM設(shè)備的燃燒室內(nèi)進行燃燒而產(chǎn)生的熱量，燃燒室可直接安裝在發(fā)動機上。

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請問風(fēng)箏無線，國內(nèi)有這種動力機生產(chǎn)廠家或銷售商么？
8 L7 j* Q0 j$ F& G0 Q/ j& E3 ~真想買個過來瞧瞧。