1. 為什麼斯特林發動機的需要散熱呢
原理上說,處於機箱的封閉環境內,受到電源風扇或CPU風扇氣流的影響,如果北橋風扇潤滑足夠好,那麼有可能被吹轉,一旦轉動,即可進入斯特林循環。
但是,這東西用作散熱器,應該是100%的噱頭,沒有實際意義,說白了還是一種被動散熱。因為能量守恆,沒有通過第三方電驅風扇或者壓縮機做功進行熱交換。說白了就是散發的熱量一般是直接加熱周圍的空氣了,這個北橋的玩意除了加熱周圍的空氣還多帶了個風扇可以看著玩。
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斯特林發動機原理
優點
1.、其使用外部熱源,因此只要是能夠產生熱,皆可用來做為推動的能源,
所以並不僅限於可燃燒的燃料。而由於內燃機常令人詬病其排放的廢氣,會產環境污染的問題,因此能夠使用地熱、太陽能等自然的能源來運作StirlingEngine,顯然在此方面是具有優勢的。
2.、雖然Stirling Engine 常被歸類於外燃機,但實際上,只要能夠產生溫差,
就能夠成為運作的能源,因此使用低溫流體,如乾冰、或冰水,同樣可使Stirling Engine 進行運作。
3.、由於Stirling Engine 外部熱源與工作氣體(Working gas)是分開的,因
此沒有燃燒廢棄物堆積於內部的問題,使用的潤滑油周期較持久。
4、由於熱源位於外部,因此在調整控制上,比內燃機容易得多。
5、 熱源的提供是連續性的,較不會有燃料燃燒不全的情形。
6、比起其他引擎,它的構造很簡單,不需要閥門,也沒有化油器等機構。
7、運作的溫度與壓力比起蒸氣引擎或內燃式引擎要低且安全的多,因此引擎強度與重量不需要很要求很高。
8、沒有燃燒爆炸的作用,運作也很安靜,沒有劇烈的震動。
以上就是 Stirling Engine 的發展優勢。然而,既然Stirling Engine 具有優勢,但為何當初它並沒有成為普遍的動力系統?顯然它仍然有一些問題有待克服或替代方桉:
缺點
1、無法避免熱源對熱室的侵蝕。畢竟高溫差使得其運作效率提高,但也相對的會使活塞機構產生高溫或低溫侵蝕性的影響,引響運作壽命。
2、雖然在低溫差可以運作,但要在低溫差下產生大量的動能時,引擎的體積就會很巨大。
3、高低溫差的控制很困難,尤其取決於引擎的隔熱包裝技術。如果無法有效控制,會徒增能源的散逸,減低效率。
4、剛開始Stirling Engine 無法迅速運轉,它必須經過一段「暖機時間」。
5、要改變它的能量輸出等級是很難的,它無法像內燃機一樣用燃油多寡直接去控制動力的大小。
6. 最好的工作氣體是使用氫等分子量小的氣體,但這些氣體不易保存。
所以,以上的這些特性與問題,造成了 Stirling Engine 發展的興衰。以目
盡管如此,Stirling Engine 仍被利用在進行乾凈、環保的長時期穩定運作的電力生產與低溫冷凍上。
3. 斯特林發動機的發展
斯特林循環熱空氣發動機不排廢氣,除燃燒室內原有的空氣外,不需要其他空氣,所以適用於都市環境和外層空間。另外,斯特林循環發動機是AIP(不依賴空氣動力)技術的一個方向,保證常規動力潛艇長時間水下航行,而不需上浮。
18世紀末和19世紀初,熱機普遍為蒸汽機,它的效率是很低的,只有3%一5%左右,即有95%以上的熱能沒有得到利用。到1840年,熱機的效率也僅僅提高到8%。斯特林對於熱力學理論的研究,就是從提高熱機效率的目的出發的。他所提出的斯特林循環的效率,在理想狀況下,可以無限提高。當然受實際可能的限制,不可能達到100%,但提供了提高熱效率的努力方向。
4. 斯特林發動機應用前景怎樣
斯特林發動機屬外燃機,它避免了傳統內燃機的震爆做功問題,從而實現了高效率、低噪音、低污染和低運行成本。可以燃燒各種可燃氣體,如:天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等,也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料,還可以燃燒木材,以及利用太陽能等。只要熱腔達到700℃,設備即可做功運行,環境溫度越低,發電效率越高。外燃機最大的優點是出力和效率不受海拔高度影響,非常適合於高海拔地區使用。
隨著全球能源與環保的形勢日趨嚴峻,斯特林發動機由於具有多種能源的廣泛適應性和優良的環境特性已越來越受到重視,所以,在水下動力、太陽能動力、空間站動力、熱泵空調動力、車用混合推進動力等方面得到了廣泛的研究與重視,並且已得到了一些成功的應用。
斯特林發動機的幾個特性也是非常適合潛艇的,首先是燃燒連續,由於工質不燃燒,因此沒有內燃機的爆震現象,噪音低;其次可以使用任何燃料,其燃燒室在外,燃燒的過程與工質無關,或者說只要有熱源、冷源就能工作。
但是,斯特林發動機還有許多問題要解決,例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高,熱量損失是內燃發動機的2-3倍等。所以,目前還不能成為大批量使用的發動機。
5. 斯特林發動機的原理以及相關介紹
斯特林發動機的原理是利用溫差帶來的能量變換。熱脹冷縮,再及時將已經加熱的地方快速散熱。
該循環由兩個等溫過程和兩個定容回熱過程組成,屬於概括性卡諾循環的一種。實現斯特林循環的關鍵在於實現回熱。斯特林構想的熱機由兩個氣缸-活塞夾一個蓄熱式回熱器組成。
制約斯特林循環實際應用的因素有:高低溫熱源的等溫吸熱和等溫放熱難以實現、回熱器回熱難以實現、蓄熱式回熱器內部工質氣體殘留、蓄熱式回熱器阻力損失、活塞行程式控制制。玩具級的斯特林循環發動機和斯特林製冷機有很多產品出現, 但是對實用級的斯特林機器上述制約因素的影響迅速變大,導致其競爭力快速下降。
斯特林機推廣中的3個方向包括:
(1)小型分布式熱電聯產系統:斯特林發動機基於其特點可應用於熱電聯產系統。熱電聯產系統從規模上分為小型分布式熱電聯產系統和大型的以熱電廠為基礎的熱電聯產系統。其中小型分布式熱電聯產系統具有設備小型化和燃料多元化等特徵。
小型分布式熱電聯產系統主要由動力裝置、供熱裝置和其他輔助裝置組成,其中動力裝置是整個系統的核心部件。天然氣首先進人燃燒器進行燃燒,產生的高溫煙氣先用來加熱發動機的高溫熱腔(區),然後與換熱器進行換熱,得到熱水流入儲槽作為生活熱水,低溫廢氣則從尾氣管排出。
同時,冷水冷卻發動機的低溫冷腔(區)也被加熱得到熱水。工質則在高溫熱腔與低溫冷腔之間循環流動,推動活塞往復運動對外做功,帶動發動機發電。
(2)低能級的余熱回收:斯特林機也特別適合用來回收利用低能級的余熱,如工廠余熱、地熱、太陽能等,以取得良好的節能效益。
(3)移動式動力源:對斯特林發動機進行小型化和輕量化改造,並改善其控制性能後,亦可作為推士機、壓路機,甚至是潛水艇的動力來源。
6. 斯特林發動機模型製作目的與意義
製作斯特林發動機的目的是為了了解外燃機的工作原理,這種發動機可以使用低品質能源。其意義在於找尋能夠替代化石能源或不可再生能源的替代方案。
7. 斯特林發動機有什麼特點,可以在哪些方面應用
利用斯特林循環工作的熱機.區別於汽油機是由於汽油機是奧托循環!而且屬於外燃機.你可以查閱大學物理(2)(兵器工業出版社) 1816年俄國物理學家斯特林提出了一種由兩個等溫過程和兩個等容回熱過程組成的閉式熱力學循環,稱為斯特林循環,也稱為定容回熱循環。這個原理的逆向循環廣泛應用於製冷設備.但是使用這種循環的熱機確實不多.潛艇使用這種發動機是由於他可以實現氧氣供應(柴油機不能利用氧氣瓶補充氧氣)所以很適合作為AIP. STM的斯特林外燃發動機是一種熱發動機,高壓氫氣作為一種氣態工質,密封在機器中。發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的高溫狀態下,冷腔提供持續流動的冷卻水則維持在較低的溫度狀態下.通過加溫工作氣體驅動發動機活塞在機器冷熱腔體間來回運動.活塞的運動通過一個斜盤轉化為旋轉運動為發電機提供動力!
8. 斯特林發動機技術
《》 《》是哈爾濱工程大學出版社出版的圖書,是介紹斯特林發動機的研究、設計、製造、試驗的經驗書。
9. 斯特林發動機有多大實用性
在太陽能等新興能源大力發展的今天,斯特林發動機也迎來了發展的春天。前途無量!就看你的眼光了。
就其作為太陽能熱發電應用來說,它既可以單台工作,也可以多台聯合工作為偏遠地區供電,比如我們國家很多山區,目前沒電啊!解決最實際的問題。
在國外,尤其是非洲,很多地區都沒有電力,但擁有豐富的太陽能資源,所以發展市場廣闊。
但目前最關鍵的問題就是材料的問題,如密封材料,嚴重製約其使用壽命,可以說是它實用的封喉之劍;
其次,要戰勝內燃機,作為太陽能光熱發電之秀,解決儲熱是非常關鍵的,能否發展做起來,就像您說的,有多大實用性,就看高溫儲熱技術發展程度了。這方面國內目前研究較少,就我所知,我們學校(蘭州理工大學)目前做還是可以的。