Презентация "Двигатель Стирлинга" 10 класс скачать бесплатно


Презентация "Двигатель Стирлинга" 10 класс


Подписи к слайдам:
Проект : Двигатель Стирлинга

Проект : Двигатель Стирлинга

Подготовили учащиеся 10 «А» класса: - Лунев Дмитрий

- Тряхов Евгений

- Саушкин Сергей Учитель Физики МАОУ СОШ №1 г.Светлогорск Куцакина Т.Н.

Цель :

  • На примере двигателя Стирлинга доказать один из законов термодинамики.

Определение :

  • Дви́гатель Сти́рлинга — тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла.

История :

  • Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Робертом Стирлингом 27 сентября 1816 года. Однако первые элементарные «двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга. Достижением Стирлинга является добавление очистителя, который он назвал «эконом».

Роберт Стирлинг 1790 г.-1878 г.

  • Стирлинг родился в Клог Фарме недалеко от Метвена, Шотландия. Он был третьим ребёнком в семье, а всего детей было восемь. От отца он унаследовал интерес к конструированию техники, но изучал богословие и стал священником Шотландской Церкви в местечке Лайф Кирк в 1816 году.
  • В 1819 Стирлинг вступил в брак с Джиной Рэнкин. У них было семеро детей, двое из них: Патрик Стирлинг и Джеймс Стирлинг стали инженерами по паровозостроению.
  • Стирлинг умер в Галстоне, Шотландия в 1878 году.

Роберт Стирлинг.

Принцип действия двигателя Стирлинга :

  • Допустим, мы имеем какой-то замкнутый объем воздуха в жестком корпусе с эластичной мембраной (поршнем). Нагревая корпус, воздух внутри расширится и совершит работу, выгибая мембрану наружу. И наоборот, охлаждая корпус, мембрана вогнется, опять совершив работу. Вот и весь цикл.

Автоматизация процесса :

  • 1.Для этого внутри корпуса двигателя размещается так называемый поршень-вытеснитель, смысл этого устройства в том, что он должен перегонять оставшийся в корпусе воздух от горячей области внизу к охлаждаемой вверху.

Автоматизация процесса :

  • 2. Ну а дальше кривошипно-шатунная схема связывает поршень-вытеснитель и мембрану (или рабочий поршень) на одной оси вращения, что обеспечит нам цикличность процесса т.е. поднятие и опускание поршней.

Автоматизация процесса :

  • 3. Ещё одна важная деталь на которую нужно обратить внимание заключается в том что рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения двигателя. Это идеальный вариант соединения для такой схемы

Третий этап автоматизации :

Реальная (рабочая) модель :

Ход работы:

  • 1. Для постройки двигателя своими руками нам понадобится две крышки для стеклянных банок. Они будут выполнять роль холодной и горячей части. От этих крышек ножницами отрезается края.

2. В одной крышке по центру делается отверстие.

  • 2. В одной крышке по центру делается отверстие.
  • 3. Корпус двигателя Стирлинга вырезается из пластиковой бутылки. Корпус приклеивается к крышке пластичным эпоксидным составом. 

4. В качестве цилиндра прекрасно подходит корпус маркера. Поршнем в нашем случае будет колпачок.

  • 4. В качестве цилиндра прекрасно подходит корпус маркера. Поршнем в нашем случае будет колпачок.

5. Это вытеснитель. В процессе работы двигателя Стирлинга он перемещает воздух внутри корпуса от горячей части к холодной и обратно. Изготавливается из губки для мытья посуды. В центре приклеивается магнит. Так же магнит нужно зафиксировать дополнительным картонным кружком.

  • 5. Это вытеснитель. В процессе работы двигателя Стирлинга он перемещает воздух внутри корпуса от горячей части к холодной и обратно. Изготавливается из губки для мытья посуды. В центре приклеивается магнит. Так же магнит нужно зафиксировать дополнительным картонным кружком.

7. Колпачок заполняется эпоксидным составом. С обоих концов сверлятся отверстия для крепления магнита и держателя шатуна. Резьба в отверстиях нарезается непосредственно винтом. Эти винты нужны для тонкой настройки двигателя. Магнит в поршне приклеивается к винту и регулируется таким образом, чтобы находясь в нижней части цилиндра он притягивал вытеснитель.

  • 7. Колпачок заполняется эпоксидным составом. С обоих концов сверлятся отверстия для крепления магнита и держателя шатуна. Резьба в отверстиях нарезается непосредственно винтом. Эти винты нужны для тонкой настройки двигателя. Магнит в поршне приклеивается к винту и регулируется таким образом, чтобы находясь в нижней части цилиндра он притягивал вытеснитель.

8.На верхнюю часть поршня наклеивается резиновая прокладка. Она нужна для герметичности и для защиты кожуха от разрыва.

  • 8.На верхнюю часть поршня наклеивается резиновая прокладка. Она нужна для герметичности и для защиты кожуха от разрыва.
  • 9. Кожух поршня изготавливается из резиновой перчатки. Отрезать нужно мизинец.

10. После того как кожух наклеен, сверху клеится еще одна резиновая прокладка. Сквозь резиновые прокладки и кожух шилом протыкается отверстие. В это отверстие вворачивается держатель шатуна. Этот держатель делается из винта и припаянной шайбы.

  • 10. После того как кожух наклеен, сверху клеится еще одна резиновая прокладка. Сквозь резиновые прокладки и кожух шилом протыкается отверстие. В это отверстие вворачивается держатель шатуна. Этот держатель делается из винта и припаянной шайбы.

11.В качестве держателя коленвала прекрасно подошла баночка из под шипучих витаминов. У этой баночки отрезается дно и делаются отверстия. В верхней части - для удержания коленвала. В нижней - для доступа к креплению шатуна.

  • 11.В качестве держателя коленвала прекрасно подошла баночка из под шипучих витаминов. У этой баночки отрезается дно и делаются отверстия. В верхней части - для удержания коленвала. В нижней - для доступа к креплению шатуна.

12. Коленвал и шатун изготавливаются из проволоки. Прозрачные нипеля- это ограничитель. Сделан из рыболовного нипеля.. Высота колена определяется половиной расстояния, которое должен пройти цилиндр от самой нижней точки до верхней точки, в которой перестает действовать магнитная связь.

  • 12. Коленвал и шатун изготавливаются из проволоки. Прозрачные нипеля- это ограничитель. Сделан из рыболовного нипеля.. Высота колена определяется половиной расстояния, которое должен пройти цилиндр от самой нижней точки до верхней точки, в которой перестает действовать магнитная связь.

  • 13. Проверяем герметичность и ставим поршень.

  • 14. Далее можно насаживать держатель коленвала. Высота крепления шатуна к цилиндру регулируется винтом. 

  • 15. Маховик делается из CD диска. Отверстие залепляется пластичной эпоксидкой. Затем необходимо просверлить дырку точно по центру.

Результат :

  • Ставим двигатель Стирлинга на чашку с кипятком. Немного ждем и он должен сам заработать. Если этого не произойдет, нужно слегка помочь ему рукой.

Двигатель в работе

Применение в жизни :

  • Универсальные источники электроэнергии (солнечные электростановки)
  • Тепловые насосы
  • Холодильная техника
  • Подводные лодки
  • Аккумуляторы энергии
  • Медицина (искусственное сердце)

  • Двигатель Стирлинга может использоваться для преобразования солнечной энергии в электрическую. Для этого двигатель Стирлинга устанавливается в фокус параболического зеркала.

Литература :

Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/Двигательстирлинга

Ход работы взят с www.zabatsay.ru http://www.zabatsay.ru/index.php/engine/71-lowtempstirling#.U1jABFV_vj4