№10 октябрь 2024

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

КЛАССИЧЕСКИЙ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ…

А. ДУБРОВСКИЙ.

Студенты на лабораторных занятиях знакомятся с работой двигателей внешнего сгорания.
Двигатель Стирлинга, построенный в 1876 году А. К. Райдером, Филадельфия. Фото с сайта университета города Лёвена, Бельгия: (c) Katholieke Universiteit Leuven.
Двигатель с внешним подводом тепла можно построить в домашних условиях. Эта модель работает от нагрева паром кипящего чайника и охлаждения окружающим воздухом. (c) Orrin
Наука и жизнь // Иллюстрации

Цикл классического двигателя Стирлинга состоит из четырех тактов — двух изотермических и двух изохорических. Существует много вариантов конструктивного исполнения двигателя, и самый простой имеет два цилиндра — горячий и холодный, соединенные каналом, в котором находится теплообменник-регенератор, обычно в виде проволочной сетки или путанки. В цилиндрах перемещаются поршни, механически связанные системой кривошипов и рычагов так, что их движение сдвинуто по фазе не на 180 градусов, как в двухцилиндровых двигателях внутреннего сгорания, а на 90 градусов.

Во время первого такта (изотермического) поршень в холодном цилиндре проходит мертвую точку и почти не движется. Одновременно газ в горячем цилиндре нагревается, расширяется и давит на поршень, заставляя его совершать полезную работу.

Во время второго такта (изохорического) поршень горячего цилиндра движется вверх, вытесняя газ в холодный цилиндр, поршень в котором движется вниз. Объем газа в течение такта остается практически постоянным. Проходя по каналу, горячий газ охлаждается, передавая тепло в теплообменник.

Во время третьего такта (изотермического) уже поршень горячего цилиндра оказывается в мертвой точке. Поршень холодного цилиндра движется вверх, сжимая рабочий газ. От сжатия он нагревается и отдает тепло охлаждаемым снаружи стенкам цилиндра.

Во время четвертого такта (изохорического) поршень холодного цилиндра продолжает двигаться вверх и вытесняет газ в горячий цилиндр, поршень в котором движется вниз. По пути газ забирает тепло, накопленное в теплообменнике, и нагревается.

Интересно заметить, что в роторном двигателе Нисковских сжатие и расширение рабочего газа происходят непрерывно и процесс близок к изобарическому.

См. в номере на ту же тему

В. НИСКОВСКИХ - Стирлинг по-российски.

Другие статьи из рубрики «Подробности для любознательных»

Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie и рекомендательные технологии. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie и рекомендательных технологий на вашем устройстве. Подробнее