PDF《史特林引擎的发展与应用》

二、史特林引擎的优点与缺点 01.史特林引擎的优点 A. 可使用多元燃料 史特林引擎不但烧垃圾就能运转,而且可以使用包括工厂废热、酒精、天然气、煤、再生能源、 核能、地热、太阳能、海水温差甚至日夜温差等在内的一切热能. B. 噪音小 史特林引擎运转时,并无爆炸或高速气流,因此非常安静,震动和噪音都很小. C. 污染少 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 史特林引擎的发展与应用 4/9 史特林引擎使用的燃料,如果可以控制在最佳的燃烧状态下,燃烧所产生的废气对环境的污染微 乎其微.如果使用太阳能、地热、海水温差、日夜温差等则根本没有污染. D. 能源利用效率高 史特林引擎在将热能转换成动能的效率相当高,不会浪费能源. E. 安全 史特林引擎运作过程中没有一般汽油引擎的燃烧爆炸过程,所以在使用上较为安全. F. 构造简单 史特林引擎免除汽柴油引擎须吸气、爆炸、排气等复杂过程,因而将引擎本身的构造简化. 02.史特林引擎的缺点 A. 预热时间长 史特林引擎为外燃引擎,热能透过汽缸壁传给工作流体的热传导过程需要较长的时间,不能像汽 油引擎一样,一发动就能立刻产生动力 .然而这点对於须长时间稳定运转的场合 ,例如发电设备、 长程海陆空交通工具就不再是个问题. B. 马力有限 史特林引擎与其他马力相同的内燃机比较 , 因为不能将燃料混在工作流体中以爆燃的方式直接把 热快速传给工作流体,外燃的史特林引擎热能须透过汽缸壁才能传给工作流体.所以就一般尺寸 的引擎而言,相同重量的史特林引擎和内燃机比较,史特林引擎马力较有限,但微型化之后又另 当别论. C. 耐高温材料价格昂贵 外界的热能必须透过汽缸壁才能传到史特林引擎内部 , 所以制作史特林引擎的材料必须耐得住高 温,又不致於减低材料的强度或者迅速老化,并且还要有很高的导热率.但可惜的是这些材料的 价格昂贵,导致史特林引擎的制作成本提高. D. 高压工作流体密封不易 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 史特林引擎的发展与应用 5/9 为了增加的马力,工作流体要改用高压的氦气,但要完全防止高压氦气泄漏并不容易.(注二)

三、史特林引擎的运作原理 第一步:空气的特性 史特林引擎就好比我们把一块橡皮套在一个罐子上,当罐子被加热,橡皮将会鼓出来,而冷却的 时候则会缩进去.这是由於罐中空气的压力对橡皮产生了作用. (图三) 出处 http://tw.myblog.yahoo.com/jw!38.gq_GFHRT.YwEw_4YGB5QSPA--/article?mid=17&

prev=21&

next=13 德盟工作室 第二步:什麽是换气活塞(displacer piston) 我们把一个活塞放入罐中,这个活塞必须要比罐子的内径稍小,因为它的作用是让空气上下流 动.然后我们加热罐子的底部,冷却罐子的上部.当产生了足够的温差后,试著手动改变活塞的 位置.当活塞向上移动的时候,会有更多的空气流到底部被加热而使橡皮鼓起.当活塞向下移动 时,更多的空气流到上部被冷却而使橡皮收缩.在史特林引擎中,这个通过让冷热空气上下交换 而改变内部压力的活塞,就叫做换气活塞或移气体. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 史特林引擎的发展与应用 6/9 (图四) 出处同(图三) 第三步:如何带动传动轴 将一连杆与换气活塞结合,再与传动轴相接,当换气活塞因为温差而上下移动时而产生旋转动作而 传动(注三) (图五) 出处同(图三) QH QL Qin Qout Wnet TH TL Va Vb P V 等温膨胀