1. 为什么斯特林发动机的需要散热呢
原理上说,处于机箱的封闭环境内,受到电源风扇或CPU风扇气流的影响,如果北桥风扇润滑足够好,那么有可能被吹转,一旦转动,即可进入斯特林循环。
但是,这东西用作散热器,应该是100%的噱头,没有实际意义,说白了还是一种被动散热。因为能量守恒,没有通过第三方电驱风扇或者压缩机做功进行热交换。说白了就是散发的热量一般是直接加热周围的空气了,这个北桥的玩意除了加热周围的空气还多带了个风扇可以看着玩。
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斯特林发动机原理
优点
1.、其使用外部热源,因此只要是能够产生热,皆可用来做为推动的能源,
所以并不仅限于可燃烧的燃料。而由于内燃机常令人诟病其排放的废气,会产环境污染的问题,因此能够使用地热、太阳能等自然的能源来运作StirlingEngine,显然在此方面是具有优势的。
2.、虽然Stirling Engine 常被归类于外燃机,但实际上,只要能够产生温差,
就能够成为运作的能源,因此使用低温流体,如乾冰、或冰水,同样可使Stirling Engine 进行运作。
3.、由于Stirling Engine 外部热源与工作气体(Working gas)是分开的,因
此没有燃烧废弃物堆积于内部的问题,使用的润滑油周期较持久。
4、由于热源位于外部,因此在调整控制上,比内燃机容易得多。
5、 热源的提供是连续性的,较不会有燃料燃烧不全的情形。
6、比起其他引擎,它的构造很简单,不需要阀门,也没有化油器等机构。
7、运作的温度与压力比起蒸气引擎或内燃式引擎要低且安全的多,因此引擎强度与重量不需要很要求很高。
8、没有燃烧爆炸的作用,运作也很安静,没有剧烈的震动。
以上就是 Stirling Engine 的发展优势。然而,既然Stirling Engine 具有优势,但为何当初它并没有成为普遍的动力系统?显然它仍然有一些问题有待克服或替代方桉:
缺点
1、无法避免热源对热室的侵蚀。毕竟高温差使得其运作效率提高,但也相对的会使活塞机构产生高温或低温侵蚀性的影响,引响运作寿命。
2、虽然在低温差可以运作,但要在低温差下产生大量的动能时,引擎的体积就会很巨大。
3、高低温差的控制很困难,尤其取决于引擎的隔热包装技术。如果无法有效控制,会徒增能源的散逸,减低效率。
4、刚开始Stirling Engine 无法迅速运转,它必须经过一段“暖机时间”。
5、要改变它的能量输出等级是很难的,它无法像内燃机一样用燃油多寡直接去控制动力的大小。
6. 最好的工作气体是使用氢等分子量小的气体,但这些气体不易保存。
所以,以上的这些特性与问题,造成了 Stirling Engine 发展的兴衰。以目
尽管如此,Stirling Engine 仍被利用在进行乾净、环保的长时期稳定运作的电力生产与低温冷冻上。
3. 斯特林发动机的发展
斯特林循环热空气发动机不排废气,除燃烧室内原有的空气外,不需要其他空气,所以适用于都市环境和外层空间。另外,斯特林循环发动机是AIP(不依赖空气动力)技术的一个方向,保证常规动力潜艇长时间水下航行,而不需上浮。
18世纪末和19世纪初,热机普遍为蒸汽机,它的效率是很低的,只有3%一5%左右,即有95%以上的热能没有得到利用。到1840年,热机的效率也仅仅提高到8%。斯特林对于热力学理论的研究,就是从提高热机效率的目的出发的。他所提出的斯特林循环的效率,在理想状况下,可以无限提高。当然受实际可能的限制,不可能达到100%,但提供了提高热效率的努力方向。
4. 斯特林发动机应用前景怎样
斯特林发动机属外燃机,它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。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。
随着全球能源与环保的形势日趋严峻,斯特林发动机由于具有多种能源的广泛适应性和优良的环境特性已越来越受到重视,所以,在水下动力、太阳能动力、空间站动力、热泵空调动力、车用混合推进动力等方面得到了广泛的研究与重视,并且已得到了一些成功的应用。
斯特林发动机的几个特性也是非常适合潜艇的,首先是燃烧连续,由于工质不燃烧,因此没有内燃机的爆震现象,噪音低;其次可以使用任何燃料,其燃烧室在外,燃烧的过程与工质无关,或者说只要有热源、冷源就能工作。
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,目前还不能成为大批量使用的发动机。
5. 斯特林发动机的原理以及相关介绍
斯特林发动机的原理是利用温差带来的能量变换。热胀冷缩,再及时将已经加热的地方快速散热。
该循环由两个等温过程和两个定容回热过程组成,属于概括性卡诺循环的一种。实现斯特林循环的关键在于实现回热。斯特林构想的热机由两个气缸-活塞夹一个蓄热式回热器组成。
制约斯特林循环实际应用的因素有:高低温热源的等温吸热和等温放热难以实现、回热器回热难以实现、蓄热式回热器内部工质气体残留、蓄热式回热器阻力损失、活塞行程控制。玩具级的斯特林循环发动机和斯特林制冷机有很多产品出现, 但是对实用级的斯特林机器上述制约因素的影响迅速变大,导致其竞争力快速下降。
斯特林机推广中的3个方向包括:
(1)小型分布式热电联产系统:斯特林发动机基于其特点可应用于热电联产系统。热电联产系统从规模上分为小型分布式热电联产系统和大型的以热电厂为基础的热电联产系统。其中小型分布式热电联产系统具有设备小型化和燃料多元化等特征。
小型分布式热电联产系统主要由动力装置、供热装置和其他辅助装置组成,其中动力装置是整个系统的核心部件。天然气首先进人燃烧器进行燃烧,产生的高温烟气先用来加热发动机的高温热腔(区),然后与换热器进行换热,得到热水流入储槽作为生活热水,低温废气则从尾气管排出。
同时,冷水冷却发动机的低温冷腔(区)也被加热得到热水。工质则在高温热腔与低温冷腔之间循环流动,推动活塞往复运动对外做功,带动发动机发电。
(2)低能级的余热回收:斯特林机也特别适合用来回收利用低能级的余热,如工厂余热、地热、太阳能等,以取得良好的节能效益。
(3)移动式动力源:对斯特林发动机进行小型化和轻量化改造,并改善其控制性能后,亦可作为推士机、压路机,甚至是潜水艇的动力来源。
6. 斯特林发动机模型制作目的与意义
制作斯特林发动机的目的是为了了解外燃机的工作原理,这种发动机可以使用低品质能源。其意义在于找寻能够替代化石能源或不可再生能源的替代方案。
7. 斯特林发动机有什么特点,可以在哪些方面应用
利用斯特林循环工作的热机.区别于汽油机是由于汽油机是奥托循环!而且属于外燃机.你可以查阅大学物理(2)(兵器工业出版社) 1816年俄国物理学家斯特林提出了一种由两个等温过程和两个等容回热过程组成的闭式热力学循环,称为斯特林循环,也称为定容回热循环。这个原理的逆向循环广泛应用于制冷设备.但是使用这种循环的热机确实不多.潜艇使用这种发动机是由于他可以实现氧气供应(柴油机不能利用氧气瓶补充氧气)所以很适合作为AIP. STM的斯特林外燃发动机是一种热发动机,高压氢气作为一种气态工质,密封在机器中。发动机的热腔通过燃烧器燃烧燃料或外部热烟气而维持在一个持续的高温状态下,冷腔提供持续流动的冷却水则维持在较低的温度状态下.通过加温工作气体驱动发动机活塞在机器冷热腔体间来回运动.活塞的运动通过一个斜盘转化为旋转运动为发电机提供动力!
8. 斯特林发动机技术
《》 《》是哈尔滨工程大学出版社出版的图书,是介绍斯特林发动机的研究、设计、制造、试验的经验书。
9. 斯特林发动机有多大实用性
在太阳能等新兴能源大力发展的今天,斯特林发动机也迎来了发展的春天。前途无量!就看你的眼光了。
就其作为太阳能热发电应用来说,它既可以单台工作,也可以多台联合工作为偏远地区供电,比如我们国家很多山区,目前没电啊!解决最实际的问题。
在国外,尤其是非洲,很多地区都没有电力,但拥有丰富的太阳能资源,所以发展市场广阔。
但目前最关键的问题就是材料的问题,如密封材料,严重制约其使用寿命,可以说是它实用的封喉之剑;
其次,要战胜内燃机,作为太阳能光热发电之秀,解决储热是非常关键的,能否发展做起来,就像您说的,有多大实用性,就看高温储热技术发展程度了。这方面国内目前研究较少,就我所知,我们学校(兰州理工大学)目前做还是可以的。