מנוע סטרלינג – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
←פתיח: טעות מבישה, לא יאומן שהיא נכחה כאן במשך פרק זמן כל כך ארוך. |
עדכון, הרחבה |
||
שורה 1:
[[קובץ:
'''מנוע סטירלינג''' הוא [[מנוע בעירה חיצונית]] שהומצא ב-1816 על ידי [[רוברט סטירלינג]]. [[מנוע]] זה מנצל אנרגיה ממקור חום חיצוני על מנת להפיק עבודה מכנית. מנוע סטירלינג בסיסי מבוסס על צילינדר המכיל [[גז]] או [[אוויר]] ושתי [[בוכנה|בוכנות]] שאוטמות את הגז בצילינדר. מחזור פעולת המנוע הבסיסי מורכב
מנועי סטירלינג הם בעלי יחס גרוע של תפוקת כוח יחסית למשקל המנוע, ובנוסף נדרשים חומרים יקרים יחסית המסוגלים לעמוד בעומס החום הקבוע - להבדיל מ[[מנוע בעירה פנימית]] שעומס החום בו מוגבל לשיאים של מאיות שנייה. בשל מגבלות אלו מנועי סטירלינג נמצאים בשימוש רק ביישומים מיוחדים.▼
==מבנה המנוע ואופן פעולתו==
תהליך העבודה במנוע מתאפיין בשינויים איזוכורים ואיזותרמים. בשלב החימום - נשאר הנפח קבוע (תהליך איזוכורי) ובשלב ההתפשטות, נשארת הטמפרטורה קבועה ([[תהליך איזותרמי|איזותרמי]]).
מקור החום המניע מנועי סטירלינג מגוון וכולל לדוגמה [[דלק]], [[אנרגיה סולארית]] ו[[אנרגיה גאותרמית]]. לעומת זאת קירור האזור הקר במנוע, מבוצע לרוב על באופן אוטומטי באמצעות שימוש ב[[צלעות קירור]] המורכבות על הצילינדר.
קיימות שתי צורות בסיסיות למנוע הסטרלינג:
===מנוע דו-צילינדרי===
[[קובץ:Alpha Stirling.gif|ממוזער|100px|[[אנימציה]] שמדגימה את אופן פעולתו של מנוע סטרלינג דו-צילינדרי]]
[[קובץ:Stirling Animation.gif|100px|ממוזער|שמאל|אנימציה שמדגימה את אופן פעולתו של מנוע סטרלינג חד-צילינדרי]]
מנוע המורכב מזוג [[צילינדר (הנדסת מכונות)|צילינדר]]ים המחוברים ביניהם באמצעות [[רגנרטור]], שבכל אחד מהם נמצאת בוכנה נפרדת. בעוד שאחד מהצילינדרים מחומם על ידי מקור חום, השני דווקא מקורר.
אופן פעולתו מבוסס על ארבעה שלבים:
# '''דחיסה איזותרמית''' - האוויר שבצילינדר הקר נדחס על ידי הבוכנה הנמצאת שם, והוא אינו מתחמם מפני שהאזור בו הוא נמצא בשלב זה, נמצא בטמפרטורה נמוכה, הנשמרת על ידי מקור חיצוני.
# '''חימום בנפח קבוע''' - הבוכנה הקרה ממשיכה לדחוף את האוויר עד שהוא נדחף דרך הרגנרטור אל הצילינדר החם, שם הוא דוחף את הבוכנה השנייה. בשלב זה סך כל נפח האוויר בשתי הבוכנות נשאר קבוע, אולם הטמפטורה והלחץ שלו עולים.
# '''התפשטות איזותרמית''' - בעקבות ההתחממות האוויר בצילינדר החם ועליית הלחץ שלו, הוא מתפשט בחלל וגורם לדחיפת הבוכנה שנמצאת שם. כעת האוויר אינו מתקרר, מפני שהצילינדר מחומם על ידי מקור חיצוני.
# '''קירור בנפח קבוע''' - כעת האוויר עובר דרך הרגנרטור לצילינדר הקר ומתקרר. נפח האוויר בשני הצילינדרים נשאר קבוע (קטן בצילינדר החם וגדול בקר). בשלב זה הלחץ של האוויר יורד.
===מנוע חד-צילינדרי===
מנוע הכולל צילינדר אחד, שבתוכו נמצאות שתי בוכנות. אופן הפעולה של מנוע זה הוא מאוד דומה למנוע דו-צילינדרי, אלא שהצילינדר האחד מחולק לשני אזורים. החלק העליון, שרחוק יותר מהגלגל מחומם על ידי מקור חיצוני, והחלק התחתון, מקורר. הבוכנה העליונה עוברת בתוך התחתונה, בעוד התחתונה היא זו שאוטמת את הצילינדר מפני דליפת האוויר. כמו כן, במנוע שבנוי בצורה זו, הרגנרטור אינו קיים.
==שימושים==
▲מנועי סטירלינג הם בעלי יחס גרוע של תפוקת כוח יחסית למשקל המנוע, ובנוסף נדרשים חומרים יקרים יחסית המסוגלים לעמוד בעומס החום הקבוע - להבדיל מ[[מנוע בעירה פנימית]] שעומס החום בו מוגבל לשיאים של מאיות שנייה. בשל מגבלות אלו מנועי סטירלינג נמצאים בשימוש רק ביישומים מיוחדים.
קיימים גם מנועי סטירלינג זעירים הפועלים בטמפרטורות נמוכות שתפקידם העיקרי הוא סילוק חום, למשל ממערכות אלקטרוניות{{הערה|{{קישור כללי|הכותב = קמרון ווילמוט|כתובת = http://www.tweaktown.com/news/9051/msi_employs_stirling_engine_theory/index.html|כותרת = חברת MSI מיישמת קירור מבוסס מנוע סטירלינג}}}}.
שורה 13 ⟵ 31:
==ראו גם==
* [[מעגל סטרלינג]]
* [[מערכות הנעה לצוללות ללא תלות באוויר חיצון]]
==קישורים חיצוניים==
| |||