Двигатель Стирлинга. 100 000 км без замены масла.

Посмотрев этот ролик ты узнаешь принцип работы и историю создания двигателя внешнего сгорания - двигателя Стирлинга.

[ogonek]

Последние два видоса очень крутые. Отчасти потому, что рассказывают про вещи чуть глубже первой страницы Википедии. Спасибо большое, было интересно :)

[ДмитрийАлександрович-сш]

1. Потери в самом цикле. При той конструкции, которая реально используется, невозможно достичь изотермического процесса в самих цилиндрах. Это может снизить КПД где-то до 2/3 от идеала.
2. Несовершенство процессов теплоообмена. Идеальный теплообменник имеет безконечный объём, а в стирлинге объём теплообменника является вредным, отсюда неизбежность компромисса. У паровой машины, газовой турбины и ДВС такой проблемы не существует.
3. Теплообменники состоят из многих параллельных каналов, естественным образом из-за допусков при изготовлении они работают по-разному, качество работы такого теплообменника ниже.
4. Гидравлическое сопротивление теплообменников (особенно регенератора) - опять же, требуется компромисс, т.к. нужно создать эффективный, но компактный теплообменник, а это противоречащие друг другу требования. В стационарной газовой турбине, к примеру, этой проблемы нет.
5. Потери тепла от горячей стороны к холодной, по металлу и по газу. В т.ч. челночный теплообмен, когда движущаяся часть горячего поршня оказывается попеременно то напротив горячей, то напротив холодной части своего цилиндра. Здесь целых два вида потерь - за счёт того, что газ всё время входит-выходит из этой щели и каждый раз, двигаясь, переносит тепло, а также за счёт того, что есть теплопроводность прослойки газа в щели, которая при узком зазоре между цилиндром и "горячей шапкой" поршня будет достаточно велика. Ввиду требования компактности и малого вредного объёма, эта проблема неустранима и такие потери всегда являются существенными в реальных стирлингах.
6. Неустойчивость процесса. В процессе возникают волны, когда газ резко ускоряется (процесс похож на процесс в гейзере), из-за этого газ в определённые моменты движется слишком быстро и, соответственно, снижается качество работы теплообменника.
7. Предел жаропрочности материалов. Можно смотреть по материалам, применяемым для турбин. В ДВС реальная температура рабочего дела может быть хорошо за 1000С, при том, что в ДВС почти всё сделано из чермета и алюминия (кроме клапанов). Стирлинг с высоким КПД содержит большую массу жаропрочных материалов, и всё равно температура рабочего тела не такая высокая.
8. Сложность отвода тепла от выхлопных газов при высокой температуре. Если отводить тепло при 1000С, то тепло охлаждения выхлопных газов от 1000С до 20С будет потеряно. Значит, нужен рекуператор тепла выхлопных газов, а он требует энергии.
9. Проблемы со смазкой. Считается, что масло нельзя использовать для смазки и герметизации уплотнений. Из-за этого в цилиндропоршневой паре стирлинга может быть повышенное трение, а герметичность его снижена, по сравнению с обычным уплотнением с кольцами. Эта проблема, возможно, преодолима, но за счёт усложнения конструкции.
10. Повышенное трение. Из-за всяческих компромиссов, среднее рабочее давление на поршень значительно меньше, чем в ДВС, поэтому при прочих равных, механические потери занимают бОльшую долю, либо приходится усложнять конструкцию.

Как-то так, надеюсь, ничего не забыл.
При этом, КПД за 40% всё же достижим, но это ниже, чем максимальный КПД крупных дизелей, который около 50%

[kont]

Теперь понятно, почему в играх про будущее есть такие ретро машины с подобными двигателями.

[LeoDent-S]

феноменальная озвучка... ) 100 лет назад у стирлинга кпд был 30%, но победил тогда ДВС, как имевший больший кпд.... Сегодня КПД ДВС составляет 20-22% .... БИНГО!

[Radio_klest]

Хороший контент! Если снизить затраты на производство, и максимально упростить, возможно у этих двигателей есть будущее! Мне так понравился стирлинг, что начал делать модели)

[MastakAK]

Самый большой недостаток для использования в автомобилях это то, что Стирлингом нельзя "газануть", т.е. в кротчайшие сроки набрать максимальные обороты, а использование вариаторов не эффективно. И кто Вам сказал, что у Стирлинга более высокий крутящий момент? Всё зависит от конструкции и размеров двигателя.

[СергейСвипов]

Интересная подача, и голос норм) Подписался и жду новый видос)

[ОлександрОвонорд]

Интересно было бы в ролике хотя бы ещё и фотки или кусочки видеоматериаллов работы промышленный двигателей Стирлинга увидеть. Понимаю, что "авторское право" и что видео без бюджета, и двигается только на вашем энтузиазме. Но всё же, Удачи вам, думал будет скучная тавтология того, что есть в подобных роликах, но вот новинкой стало, что такие движки уже работают в авто и подлодках. Продолжайте в том же духе, Удачи вам.

[KzPaida]

И все же за Стирлингами есть будущее. Хотя бы в возобновляемых источниках, там многие проблемы можно исключить.
Например:
1. Нет выхлопных газов.
2. Поскольку они стационарны, то размеры не имеют большого значения.
3. Проблем с охлаждением нет так как оно происходит за счёт газов и компрессора. Да есть потери на электроэнергию но они минимальны.
4. Источник энергии это соли нагретые в солнечных концентраторах. Часть энергии уходит в почвенный аккумулятор и зимой Стирлинг работает от тепла накопленного в почве на глубине 100 м.
5. Конструкция сравнительно проста.
6. Температура низкая в сравнении с тысячами градусов но достаточно высокая чтобы выполнять работу до 500 градусов.

[bikeonoor]

А можно подробнее: 1. где там ультра дорогие материалы? 2. Почему Стирлинги не используются там, где КПД важен, а размер не очень (локомотивы, суда и пр.)? 3. Как Стирлинг 200 лет назад достиг давления 200 атм, а если такое давление НЕ необходимо, то см. вопрос 2.

[курманаджиев-фь]

Друзья и подруги от части, уважаю тех кто понимает эту конструкцию, она не везде подходит . Но имеет свои преимущества ! Я тоже думаю повторить ! Респект парню !

[DamirNerbyshev]

Почему канал так плохо развивается? Контент годный, все по полочкам, все понятно. Жалко ооочень. Охото что бы тут больше подписончиков

[evgeniysvinovsky]

Стирлинг на практике имеет ничтожный КПД из-за низкой температуры нагрева газа. Тогда как в ДВС газ греется до нескольких тысяч градусов.

[АндрейЗемлекопович-бг]

Как то внезапно обрывается ролик! Думал подробнее расскажут про автомобиль с двигателем Стирлинга!

[SHMONDERSS]

в охотничьем доме стоит генератор на стерлинге. Крутящий момент дохлый, плюс то что питается отработкой разведенная соляркой и очень экономично. Генератор производства Форд. В Канаде популярная штука.

[Serega]

Все бы хорошо. Только можно КПД в сравнении. Причем при одинаковом об'еме и одинаковой массе. Я про двигатели внутреннего и внешнего сгорания!

[dimakambur]

В ДВС при нормальной работе тоже ничего не взрывается. Взрыв смеси называется детонацией, ДВС настраиваются таким образом, чтобы детонационного сгорания не было.

[bigorbigor]

Про изотермический двигатель сделай ролик. Кпд выше, эколгичный, размеры меньше, ресурс больше, работает на газе. Интересен всем кроме продаванов.

[ybljtsu]

Использование Стирлинга для подлодок становится все более популярным. Выгода очевидна - на Стирлинге подлодка может идти в погруженном состоянии, используя химический источник нагрева рабочего цилиндра, не требующий расхода кислорода. Лень гуглить, читал что где-то на Аравийском полуострове работает электростанция на двигателях Стирлинга. Нагрев - от солнца.

[МурадСевзиханов]

сначала говоришь что кпд внутреннего сгорания (далее ДВС) имел выше пкд когда то давно, точнее "более экономичные", а сейчас у ДВС он около 20%. В то же время ты говоришь что еще в 1834 КПД у двигателя наружнего сгорания составлял 30%. Перепроверяй текст пожалуйста. ДВС сейчас имеют КПД в районе 45-50%, и это не предел. Так же без смазки работать в промышленных масштабах он не может, только в виде эксперимента, да срок службы масла выше. Есть и другие проблемы двигателя стирлинга, но об этом в других роликах =D