Comment fonctionne un moteur Stirling? - Examine la physique derrière elle

Comment fonctionne un moteur Stirling?  - Examine la physique derrière elle


Les tiges de piston de plongeur et le piston de travail d'un moteur à air chaud © R._B. / Pixelio

Robert Stirling - l'histoire de son invention

  • En 1816, le pasteur écossais Robert Stirling a inventé un moteur thermique travaillant périodiquement.
  • La chose intéressante à propos de ce lecteur de combustion précoce est le fluide de travail, à savoir un gaz. Initialement servi cet air, et plus tard aussi utilisé de l'hydrogène ou de l'hélium.
  • Le principe derrière cette voiture est facile à comprendre: Le gaz comme fluide de travail est alternativement chauffé et refroidi et fortes poussées par deux pistons avant et en arrière. Il est - du point de vue physique - l'énergie thermique en énergie mécanique (le piston) converti.
  • Son inventeur honneur est cette forme d'entraînement moteur Stirling, son principe de fonctionnement suit également appelé moteur à air chaud.

Le moteur Stirling - l'idée maintenant il est seulement à travers

  • La chaleur nécessaire pour le moteur est généré à l'extérieur et peut en principe à tous les combustibles concevable.


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  • Cependant, le moteur Stirling pourrait, si elle a travaillé de manière fiable, en son temps en raison de sa faible efficacité (alors que seulement 3%) ne l'emporte pas sur la machine à vapeur et plus tard, le moteur à combustion interne.
  • Au cours des dernières années, toutefois, l'idée est de retour sur l'ordre du jour. La chaleur nécessaire pour le moteur est qui est généré à l'extérieur et peut en principe à tous les combustibles concevable. Il ne peut donc pas très combustibles et sources d'énergie alternatives (par exemple de chauffage solaire) polluantes sont utilisés. Ainsi, le combustible doit être un produit pétrolier pas nécessairement.
  • Et: Sa conception simple rend le moteur Stirling pour les pays de développer l'intérêt des pauvres en ressources. Avec améliorant sensiblement l'efficacité du moteur à air chaud est donc aussi pour la propulsion de véhicule utilisé (et est en ce sens déjà testé).

Comment le moteur à air chaud - un cycle physique

Mais comment l'invention du pasteur écossais?

  • Le fluide "air" de travail est dans ce moteur dans un circuit fermé et ne se consume pas.
  • Le principe est semblable à celui bien connu cycle de Carnot de la physique, dans lequel un (idéale) de fluide de travail est périodiquement chauffé et refroidi et entraîne le piston du moteur thermique ainsi.
  • Même lorsque le processus Stirling est le cylindre dans lequel, cependant, de se déplacer ici deux pistons, en continu deux réservoirs de chaleur (avec une température élevée et un T1 T2 basse température) gauche et à droite en combinaison. La gamme de température élevée est maintenue par une source de chaleur externe.
  • A la quantité d'air ou de gaz dans le cylindre au T1 par la pression de chauffage forte, de sorte qu'il se déplace le piston de travail. Ici, l'air se dilate et se refroidit.
  • Le deuxième piston, également appelé plongeur fonctionne avec un temps de retard (plus précisément, un déphasage de 90 °) par rapport au piston de travail. Il est, comme son nom l'indique, comme un plongeur, qui peut circuler en alternance pour le stockage thermique chaud et froid le gaz. Ceci est assuré par une pluralité de trous traversants ou une membrane poreuse.
  • En cours de fonctionnement, à savoir la pression, la température et le volume de l'air emprisonné entre les pistons changent de manière cyclique.
  • Tous les Etats qui sont prises au cours d'une révolution, peuvent être représentés comme des points dans un diagramme pression-volume dite.. La procédure décrit dans ce schéma - ainsi que le cycle de Carnot - une courbe fermée, qui est géré encore et encore à travers.
  • Une seule section du piston est déplacé par la détente de l'air. Seulement ici la conversion de l'énergie souhaitée a lieu.
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