Potente motore stirling fai-da-te
Il motore Stirling, un tempo famoso, fu a lungo dimenticato a causa dell'uso diffuso di un altro motore (combustione interna). Ma oggi si sente sempre più parlare di lui. Forse ha la possibilità di diventare più popolare e trovare il suo posto nella nuova modifica nel mondo moderno?
Storia
Il motore Stirling è un motore termico inventato all'inizio del XIX secolo. L'autore, come sapete, era un certo Stirling di nome Robert, un prete scozzese. Il dispositivo è un motore a combustione esterna, in cui il corpo si muove in un contenitore chiuso, cambiando costantemente la sua temperatura.
A causa della diffusione di un altro tipo di motore, fu quasi dimenticato. Tuttavia, grazie ai suoi vantaggi, oggi il motore Stirling (molti dilettanti lo costruiscono in casa con le proprie mani) è tornato di nuovo.
La principale differenza rispetto a un motore a combustione interna è che l'energia termica proviene dall'esterno e non viene generata nel motore stesso, come in un motore a combustione interna.
Principio di funzionamento
Puoi immaginare un volume d'aria chiuso racchiuso in un alloggiamento dotato di una membrana, cioè un pistone. Quando il corpo è riscaldato, l'aria si espande e funziona, inarcando così il pistone. Quindi si verifica il raffreddamento e si piega di nuovo. Questo è il ciclo del meccanismo.
Non sorprende che molti motori Stirling termoacustici fai-da-te siano fatti in casa. Gli strumenti e i materiali per questo richiedono il minimo che ognuno ha nella propria casa. Diamo un'occhiata a due modi diversi di quanto sia facile creare.
Materiali di lavoro
Per realizzare un motore Stirling con le tue mani, avrai bisogno dei seguenti materiali:
- lattina;
- ha parlato in acciaio;
- tubo di ottone;
- seghetto;
- file;
- supporto in legno;
- forbici di metallo;
- dettagli di fissaggio;
- saldatore;
- saldatura;
- saldare;
- macchina.
È tutto. Il resto è una questione di semplice tecnica.
Come fare
Dalla latta vengono preparati un focolare e due cilindri per la base, di cui sarà composto il motore Stirling, fatto a mano. Le dimensioni sono selezionate in modo indipendente, tenendo conto degli scopi a cui è destinato questo dispositivo. Supponiamo che il motore sia stato realizzato a scopo dimostrativo. Quindi la corsa del cilindro principale sarà da venti a venticinque centimetri, non di più. Il resto delle parti dovrebbe adattarsi ad esso.
Nella parte superiore del cilindro per lo spostamento del pistone vengono realizzate due sporgenze e fori con un diametro da quattro a cinque millimetri. Gli elementi fungeranno da cuscinetti per la posizione del dispositivo a manovella.
Successivamente, viene realizzato il corpo di lavoro del motore (diventerà acqua normale). I cerchi di stagno sono saldati al cilindro, che viene arrotolato in un tubo. In essi vengono praticati dei fori e vengono inseriti tubi di ottone lunghi da venticinque a trentacinque centimetri e con un diametro da quattro a cinque millimetri. Alla fine, controllano quanto è diventata stretta la camera riempiendola di acqua.
Poi arriva il turno del dislocatore. Per la produzione, un pezzo grezzo viene prelevato dal legno. Sulla macchina, ottengono che assume la forma di un cilindro normale. Il dislocatore dovrebbe essere leggermente più piccolo del diametro del cilindro. L'altezza ottimale viene selezionata dopo che il motore Stirling è stato realizzato a mano. Pertanto, in questa fase, la lunghezza dovrebbe assumere un certo margine.
Il raggio viene trasformato in un'asta cilindrica. Al centro del contenitore di legno praticare un foro adatto allo stelo, inserirlo. Nella parte superiore dell'asta è necessario prevedere un posto per il dispositivo di biella.
Quindi prendono tubi di rame lunghi quattro centimetri e mezzo e con un diametro di due centimetri e mezzo. Un cerchio di stagno è saldato al cilindro. Ai lati delle pareti è praticato un foro per comunicare il contenitore con il cilindro.
Il pistone è anche regolato su un tornio al diametro del cilindro grande dall'interno. Nella parte superiore, l'asta è collegata in modo incernierato.
Il montaggio è completato e il meccanismo è regolato. Per fare ciò, il pistone viene inserito in un cilindro più grande e quest'ultimo è collegato a un altro cilindro più piccolo.
Un meccanismo a manovella è costruito su un grande cilindro. Fissare parte del motore con un saldatore. Le parti principali sono fissate su una base di legno.
Il cilindro viene riempito d'acqua e una candela viene posta sotto il fondo. Il motore Stirling, realizzato a mano dall'inizio alla fine, viene controllato per le prestazioni.
Secondo modo: i materiali
Il motore può essere realizzato in un altro modo. Per questo avrai bisogno dei seguenti materiali:
- lattina;
- gommapiuma;
- graffette;
- dischi;
- due bulloni.
Come fare
La gommapiuma viene molto spesso utilizzata per realizzare un motore Stirling semplice e non potente a casa con le tue mani. Da esso viene preparato un dislocatore per il motore. Ritaglia il cerchio di schiuma. Il diametro dovrebbe essere leggermente inferiore a quello del barattolo di latta e l'altezza dovrebbe essere leggermente superiore alla metà.
Al centro del coperchio viene praticato un foro per la futura biella. Per farlo andare liscio, la graffetta viene arrotolata a spirale e saldata al coperchio.
Il cerchio di schiuma al centro è forato con un filo sottile con una vite e fissato sopra con una rondella. Quindi collegare un pezzo di graffetta mediante saldatura.
Il dislocatore viene spinto nel foro sul coperchio e il barattolo è collegato al coperchio mediante saldatura per sigillare. Viene praticato un piccolo anello sulla graffetta e un altro foro più grande sul coperchio.
Il foglio di latta viene arrotolato in un cilindro e saldato, quindi attaccato alla lattina in modo che non ci siano spazi vuoti.
La graffetta si trasforma in un albero a gomiti. La spaziatura dovrebbe essere esattamente di novanta gradi. Il ginocchio sopra il cilindro è leggermente più grande dell'altro.
Le restanti graffette si trasformano in rack per l'albero. La membrana è realizzata come segue: il cilindro è avvolto in un film di polietilene, pressato e fissato con un filo.
La biella è costituita da una graffetta, che viene inserita in un pezzo di gomma, e la parte finita è fissata alla membrana. La lunghezza della biella è realizzata in modo tale che nel punto inferiore dell'albero la membrana venga aspirata nel cilindro e nel punto più alto sia estesa. La seconda parte della biella è realizzata allo stesso modo.
Quindi uno viene incollato alla membrana e l'altro al dislocatore.
Le gambe possono anche essere realizzate con graffette e saldate. Per la manovella viene utilizzato un CD.
Ecco l'intero meccanismo. Resta solo da sostituire e accendere una candela sotto di essa, quindi dare una spinta attraverso il volano.
Conclusione
Tale è il motore Stirling a bassa temperatura (costruito con le tue mani). Naturalmente, su scala industriale, tali dispositivi sono prodotti in un modo completamente diverso. Tuttavia, il principio rimane lo stesso: il volume d'aria viene riscaldato e quindi raffreddato. E questo si ripete continuamente.
Infine, guarda questi disegni del motore Stirling (puoi farlo da solo senza abilità speciali). Forse sei già in fiamme con l'idea e vuoi fare qualcosa di simile?