斯特林发动机有多大实用性?

2024-05-07 00:43

1. 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。

斯特林发动机有多大实用性?

2. 斯特林发动机是真的吗

当然是真的 
一、史特林引擎的历史
西元1816年蘇格兰牧师史特林(Robert Stirling)发明了一种非常特别的外燃引擎,後世通称所
有利用这种原理运转的引擎为史特林引擎(Stirling Engine)。第一个实用的史特林引擎被用来抽
水,至今已经有两百年历史了。因为早期的史特林引擎均以空气为工作流体,所以又被称为热空
气引擎(hot air engine)。十九世纪时曾经有无数史特林引擎在工业上使用,後因环保问题未受
重视,且在当时能源多元化也不迫切,在蒸汽机和内燃机的竞争下,史特林引擎遭到冷落。
随著近年因油价高居不下、环保和多元化时代的来临,能不能充分利用更多元化的能源和制造比
现有引擎更好的引擎,变成迫在眉睫的问题。而史特林引擎有潜力克服未来的种种挑战,於是又
被寄予厚望。
Robert Stirling (1790~1878)出生於英国蘇格兰,家中有八个兄弟,他排行老三,是蘇格兰教会的神
职人员。既是牧师又兼具工程师身分,一直服务到86岁。但是在闲暇之馀,他会在自己的工作室
建造热机。
1970年代工业革命时期,蒸汽发动机(steam engine)取代了大量人力,却也因蒸汽锅炉爆炸事故
频传,致使人员严重伤亡。身为神职人员的他有一颗善良的心,发明这个机器的初衷就是因为看
工人们在蒸汽机下工作太痛苦了。为了减少悲剧的发生,经过一番努力後,终於发明了史特林引
擎,造福无数世人。他发明的Stirling Engine (称之为an "air engine")在1816年9月27日,Robert
Stirling在蘇格兰爱丁堡法务部申请他的专利权
1973年世界能源危机,人们再度想起史特林引擎的光辉历史。直至今日,人类仍继续研究,在美
国太空总署,瑞典的海军潜艇,甚至在北美家庭里的发电机,都是运用这个原理。也许日後这款
发动机的热源将会被太阳能所取代,让史特林引擎能有更稳定的热源。(注一)
史特林引擎是藉由温差运转的燃料引擎,除了可以使用各种燃料外,还可以使用包括:地热、太
阳能、核能、天然气、垃圾废热等进行发电。此外,运转时并无爆炸或高速气流产生,可以安静
有效率地发挥他的功效,更惊人的是史特林引擎在热能转换成动能的效率非常高,善用周遭所有
多元能源,避免浪费,已呈现出未来能源的发展趋势与利用型态。

3. 什么是斯特林发动机

斯特林发动机是伦敦的牧师罗巴特斯特林(Robert
Stirling)于1816年发明的,所以命名为“斯特林发动机”(Stirling
engine)。斯特林发动机是独特的热机,因为他们实际上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程。

什么是斯特林发动机

4. 斯特林发动机是怎么工作的?

众所周知,普通发动机在工作的时候要和外界进行空气的交换,就好比汽车在行驶的过程中,进气口要吸进空气同时排气口要排出废气一样。但是,整个都潜在水底的潜艇是不可能有这么多可交换的空气的。然而,没有空气就没有办法将燃料燃烧产生的能量传递给发动机进而驱动潜艇前进。科学家们亟需一台不需要和外界进行空气交换的发动机。而实现这项功能的发动机正是伦敦的牧师罗伯特·斯特林(Robert Stirling)于1816年发明的斯特林发动机。
斯特林发动机模型
斯特林发动机作为一台不需要和外界进行气体交换的发动机,它是怎么工作的呢?原来,这种发动机的工作原理十分的简单,正是我们生活中常见的热胀冷缩现象。这类发动机一般由两个底部联通的缸体组成,并且在两个缸体中密闭着一定体积的气体。当其中一个缸体受热的时候,缸内的气体就会膨胀,从而推动活塞运动,等到这个气缸运动完成之后另一个活塞又受热膨胀运动,两个活塞在气缸中交替往复运动从而将热能转换成动力输出。

斯特林发动机模型
这个诞生于两百年前的发动机,在这个时代起着越来越重要的作用,原因正是它所具有的独特优点:和外界没有气体交换。正是因为这一点,使得斯特林发动机的能量损失远远小于现代传统意义上的四冲程发动机。而且这种发动机只需要有热源对其进行加热就能够动起来,这一点使太阳能等新能源技术运用在发动机上成为了可能。
聚光器焦点上的能量转换单元(斯特林发动机+发电机)
斯特林发动机以其独特的优点逐渐被世人所知晓。相信随着科学技术的发展,终有一天,我们能在公路上看见搭载着斯特林发动机的汽车。


5. 斯特林发动机是怎么工作的?

众所周知,普通发动机在工作的时候要和外界进行空气的交换,就好比汽车在行驶的过程中,进气口要吸进空气同时排气口要排出废气一样。但是,整个都潜在水底的潜艇是不可能有这么多可交换的空气的。然而,没有空气就没有办法将燃料燃烧产生的能量传递给发动机进而驱动潜艇前进。科学家们亟需一台不需要和外界进行空气交换的发动机。而实现这项功能的发动机正是伦敦的牧师罗伯特·斯特林(Robert Stirling)于1816年发明的斯特林发动机。

斯特林发动机模型
斯特林发动机作为一台不需要和外界进行气体交换的发动机,它是怎么工作的呢?原来,这种发动机的工作原理十分的简单,正是我们生活中常见的热胀冷缩现象。这类发动机一般由两个底部联通的缸体组成,并且在两个缸体中密闭着一定体积的气体。当其中一个缸体受热的时候,缸内的气体就会膨胀,从而推动活塞运动,等到这个气缸运动完成之后另一个活塞又受热膨胀运动,两个活塞在气缸中交替往复运动从而将热能转换成动力输出。

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斯特林发动机模型
这个诞生于两百年前的发动机,在这个时代起着越来越重要的作用,原因正是它所具有的独特优点:和外界没有气体交换。正是因为这一点,使得斯特林发动机的能量损失远远小于现代传统意义上的四冲程发动机。而且这种发动机只需要有热源对其进行加热就能够动起来,这一点使太阳能等新能源技术运用在发动机上成为了可能。

聚光器焦点上的能量转换单元(斯特林发动机+发电机)
斯特林发动机以其独特的优点逐渐被世人所知晓。相信随着科学技术的发展,终有一天,我们能在公路上看见搭载着斯特林发动机的汽车。


斯特林发动机是怎么工作的?

6. 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。

7. 斯特林发动机的介绍

斯特林发动机是伦敦的罗巴特 斯特林(Robert Stirling)于1816年发明的,所以命名为“斯特林发动机”(Stirling engine)。斯特林发动机是一种外燃发动机,其有效效率一般介于汽油机与柴油机之间。斯特林发动机是通过气缸内工作介质(氢气或氦气)经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力。

斯特林发动机的介绍

8. 斯特林发动机的优缺点

由于外燃机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。外燃机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其使用不受气压大小影响(对内燃机而言气压低会影响进气),非常适合于高海拔地区使用。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,还不能成为大批量使用的发动机。由于热源来自外部,因此发动机需要经过一段时间才能响应用于气缸的热量变化(通过气缸壁将热量传导给发动机内的气体需要很长时间),而且需要初始动力。 这意味着:1、发动机在提供有效动力之前需要时间暖机。2、发动机不能快速改变其动力输出。3、发动机在运转前需要额外增加起动力。而起动力也需要动能储备。斯特林发动机目前有报道,已经开始研究在计算机主板的散热风扇上使用,通过北桥芯片的发热来带动斯特林发动机,以此来给硬件降温,该研究还处于研究阶段(2008.04.11)。

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