斯特林发动机

【蒸汽机的表兄弟】这玩意属于热气机,叫“闭式循环往复式外燃机”,也就是俗称的“斯特林”发动机,可以用于AIP潜艇。

简介:斯特林引擎(Stirling Engine)的优势特色与问题  

从 Stirling Engine 的原理与结构来看,它有几项颇具优势的特点:  

斯特林发动机原理
斯特林发动机原理

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。

从 Stirling Engine 的原理与结构来看,它有几项颇具优势的特点:  

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:

斯特林发动机原理
斯特林发动机原理

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。尽管如此,Stirling Engine 仍被利用在进行乾淨、环保的长时期稳定运作的电力生产与低温冷冻上。  

斯特林发动机原理
斯特林发动机原理

来源:微博@ 科罗廖夫 、极客迷

(浏览 2,533 次, 今日访问 1人 )

发表回复