人们再度想起史特林引擎的光辉历史.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:24 大小:9.8MB 金币:10 举报 版权申诉
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基本上史特林引擎也是一個將熱能轉換成動能的熱機(heatengine),然而史特林引擎的原理和您汽車中的內燃機引擎卻大大的不同。所謂「內燃」機是指燃料在引擎內部燃燒、產生動力,而史特林引擎卻是一部「外燃」機,也就是熱源在引擎的外部。內燃機引擎有一連串進氣-壓縮-燃燒-排氣的循環,史特林引擎中的氣體卻是完全密封在引擎中,作為熱轉換成機械功的媒介,引擎動作過程中汽缸內沒有爆炸或燃燒發生,也不需要進氣排氣閥來排放燃燒後的高壓廢氣,也因為如此,史特林引擎的構造相對比較簡單,運轉也非常安靜。各種新開發的燃料,固然可以運轉史特林引擎,令人振奮的是,史特林引擎也可利用永續的淨潔能源。隨著製作技術一日千里、能源短缺和環境污染問題日趨嚴重,以及大量生產和社經條件的成熟,史特林引擎未來發展無可限量。發明者的故事1970年代工業革命時期,蒸汽發動機(steamengine)取代了大量人力,卻也因蒸汽鍋爐爆炸事故頻傳,致使人員嚴重傷亡。身為神職人員的他有一顆善良的心,發明這個機器的初衷就是因為看工人們在蒸汽機下工作太痛苦了,為了減少悲劇的發生,經過一番努力後,終於發明了史特林引擎,造福無數世人。他發明的Stirlingengine(稱之為an"airengine")在1816年9月27日,RobertStirling在蘇格蘭愛丁堡法務部申請他的專利權1973年世界能源危機,人們再度想起史特林引擎的光輝歷史。直至今日,人類仍繼續研究,在美國太空總署,瑞典的海軍潛艇,甚至在北美家庭裡的發電機,都是運用這個原理,也許日後這款發動機的熱源將會被太陽能所取代.史特林引擎1816年原型等體積放熱(isochoricheat-removal)當移氣體行至最高點時,飛輪產生一力矩使得移氣體往下移,將受熱的氣體推擠到移氣體的上方放熱。理論工作圖萬能科大研發有成「婆娑號」史特林引擎車首度成功載人他說,史特林引擎車輛不僅創下國內可以成功載人的記錄,而且不用任何汽柴油燃料,主要動力是使用登山用的瓦斯罐,也可以使用其他無汙染的燃料,行駛時靜悄悄,不會製造任何噪音。建議1可以將史特林引擎加上動能轉換成電能就可以提供汽車電器所需之用電2利用太陽能發電加熱便可利用無汙染之再生能源加熱史特林引擎所需之熱量3利用水箱冷卻之方法,可以使史特林引擎的溫差加大文獻探討1.史特林引擎(StirlingEngine),是一種高效率的能量轉換裝置。蘇格蘭愛丁堡的牧師史特林(RobertSterling)於一八一六年為其發明的引擎申請專利權後,近兩百年來該種引擎出現至少百種不同機構型式,但大多仍以史特靈牧師的原始設計為基礎。史特林引擎屬於外燃引擎,只要高溫熱源溫度夠高,無論是使用太陽能、廢熱、核原料、牛糞、丙烷、天然氣、沼氣(甲烷)、丁烷與石油在內的任何燃料,皆可使之運轉,不同於必頇使用特定燃料的汽油引擎、柴油引擎等內燃引擎。根據熱力學的定律,熱機要在兩個有溫差的熱源中才可以運作,從高溫的熱源吸收能量,再把廢熱排到低溫的熱源。如圖(1)所示,採用40W燈泡的燈組來提供熱能,熱能從史特林引擎底部進入,作功後的廢熱再經由頂部蓋板與散熱片散出,史特林引尌是在這兩個溫差中運作。使用熱水加熱的史特林如圖(1)所示,當氣室內的移氣器位於氣室的頂端時,大多數的空氣被移到底部,受底部熱源加熱而膨脹,膨脹的空氣便會推動活圔往上運動。如圖(2)所示,移氣器往下的過程,會將之前氣室內被加溫的空氣趕到上方,被冰冷的鋁板冷卻,於是空氣收縮對活圔形成吸力,往下運動的活圔又會去轉動飛輪,然後又導致移氣器往上運動,空氣被加熱而膨脹...週而復始,如此一來,史特林引擎便可以持續的轉動了。其詳細運動行程,如(圖3)所示。實品圖以酒精加熱的高溫史特林零件圖高溫史特林完成圖低溫史特林與高溫史特林比較低溫史特林和高溫史特林的製作方法都需要使用到傳統車床、傳統銑床以及CNC車床、CNC銑床,使它運轉的方式都是使用熱能對流壓縮,但是因為高溫史特林使用的是酒精所以熱能比較高,相對的,轉速會比使用熱水的低溫史特林來的還要快。活塞是低溫史特林和高溫史特林成功的關鍵與否,活塞配合的摩擦係數要常小,活塞才能順利活動,精密的活塞也才能使空氣不會因為空隙而在對流時流散出去。參考文獻小林義行、賴光哲等著(2006)。模型熱空氣引擎圖面集。世茂出版周鑑恆(2008)。能源之星-史特林引擎。物理雙月刊(卅卷四期)史特林相關網頁http://www.logicsys.com.tw/cindex.htm維基百科http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%A6%96%E9%A1%B5&variant=zh-tw