Stirlingov motor
Stirlingov motor je toplotna mašina pogonjena toplim gasom, može se nazivati i toplogasni motor. Princip se zasniva na cikličnoj kompresiji i rashladjivanju zagrijanog gasa prilikom čega nastaje mehanički rad pa stoga i spada u istu kategoriju mašina kao što su parna i motori sa unutrašnjim sagorijevanjem s tim da je razlika u tome što se toplota dovodi vanjskim putem.[1] Kao radni gas može se uzeti vazduh, helij ili vodonik. Za korisni rad je dovoljna razlika temperatura izmedju izvora toplote, npr. Sunce ili vatra, i okoline.
Historija uredi
Stirlingov motor je izumio 1816 godine škotski sveštenik Robert Stirling.[2] Poslije parne mašine je ovo najstarija toplotna mašina. Izumitelj Stirling je pokušao da stvori zamjenu za parne mašine jer su u to vrijeme bile česte nesreće posredom eksplozija parnih kotlova. Prva šira upotreba Stirlingovog motora je počela u 19. vijeku. Tada se u domaćinstvima ovaj motor koristio kao ventilator tadašnji proizvođač je bio Louis Henrici.[3]
Princip rada uredi
Stirlingov motor se sastoji u suštini od sljedećih dijelova: hladni dio, pogonski klip, regenerator, topli dio i kompresioni klip. U toplom dijelu se zapremina gasa povećava vršeći pritisak na kompresujući klip a u hladnom dijelu se taj pritisak prenosi na pogonski klip i tu se smanjuje zapremina gasa. Prilikom tog procesa se vrši mehanički rad.
Regenerator služi kao rezervoar za toplotu i omogućava bolji stepen iskoristivosti toplotne energije.[4] Klipovi se nalaze na zajedničkoj osovini, njihova razlika u taktu motora iznosi 90°.
Vrste motora uredi
Po obliku se razlikuju tri tipa motora: tip alfa, tip beta i tip gama.
- Tip alfa se sastoji iz dva cilindra s tim što je u svakom cilindru po jedan klip (radni i pogonski) ugrađeni. Jedan cilindar se zagrijava, dok se drugi hladi. Cilindri su ugrađeni sa 90 ° razlike. Regenerator se nalazi između glava cilindara.
- Kod tipa beta su oba klipa u jednom cilindru. Donji dio cilindra se zagrijava dok se gornji hladi. Ovakva izvedba proizvodi manje vibracija a osim toga je ugradnja kompaktnija tj. zauzima manje prostora.
- Tip gama je sličan tipu alfa samo je bez regeneratora.
Kao poseban tip postoje niskotemperaturni Stirlingovi motori čiji pogon je moguć uz samo nekoliko Kelvina stepeni razlike. Takvi se mogu pokretati i uz pomoć toplote ljudskog tijela.
Poseban doprinos razvoju ove vrste motora je dao prof. Ivo Kolin.[5]
Izvor energije uredi
Toplota iz svakog izvora može služiti za pogon:
- Sunčevi zraci
- Vatra
- Toplota iz okoline: npr. gejziri
- Otpadna toplota iz industrijskih procesa
- Toplota koja nastanje prilikom raspada radioaktivnog materijala
Primjena u praksi uredi
Stirlingovi motori nisu do sada osvojili tržište poput oto ili dizel motora. Ipak budući da rade sa svakim izvorom toplote mogli bi se koristiti kao pumpe za vodu u zemljama Trećeg svijeta.[6]
Kompanije poput Eriksona ili Filipsa nude već dugo na tržištu modele snage od nekoliko kW.
Stepen iskorištenja Stirlingovog motora može u teoriji dostići Carnotov ciklus:
Također pogledajte uredi
Reference uredi
- ^ "Stirling Engines", G. Walker (1980), Clarenden Press, Oxford, page 1: "A Stirling engine is a mechanical device which operates on a *closed* regenerative thermodynamic cycle, with cyclic compression and expansion of the working fluid at different temperature levels."
- ^ http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_04_37_sonne_hochtemperatur_stirling.htm
- ^ http://www.deutsches-museum.de/sammlungen/maschinen/kraftmaschinen/verbrennung/heissluftmaschinen/heissluftmaschine-heinrici-1925/ Primjerak iz njemačkog muzeja u Minhenu
- ^ Viebach Dieter, Der Stirlingmotor - einfach erklärt und leicht gebaut Staufen bei Freiburg 2009, Ökobuch Verlag, S.16 ISBN 978-3-936896-31-2
- ^ "Arhivirana kopija". Arhivirano s originala, 5. 10. 2013. Pristupljeno 26. 10. 2013.CS1 održavanje: arhivirana kopija u naslovu (link)
- ^ http://www.chemie.de/lexikon/Stirlingmotor.html
Literatura uredi
- Ivo Kolin: Stirling motor - history, theory, practice. Zagreb Univ. Publ., Dubrovnik 1991
- Colin D. West: Principles and applications of Stirling engines. Van Nostrand Reinhold, New York 1986, ISBN 0-442-29273-2
Vanjski linkovi uredi
| Commons ima datoteke na temu: Stirlingov motor |