Ecología del consumo Ciencia y tecnología: El motor Stirling se utiliza con mayor frecuencia en situaciones donde se requiere un aparato para convertir energía térmica, caracterizado por su simplicidad y eficiencia.
Hace menos de cien años los motores Combustión interna Intentaron ganar el lugar que les correspondía en la competencia entre otras máquinas y mecanismos móviles disponibles. Además, en aquellos días la superioridad motor de gasolina No era tan obvio. máquinas existentes en máquinas de vapor se distinguieron por su silencio, excelentes características de potencia para esa época, facilidad de mantenimiento y la capacidad de utilizar varios tipos combustible. En la lucha por el mercado, los motores de combustión interna, gracias a su eficiencia, fiabilidad y simplicidad, tomaron la delantera.
La carrera por mejorar las unidades y los mecanismos de propulsión, en la que se iniciaron las turbinas de gas y los motores rotativos a mediados del siglo XX, llevó al hecho de que, a pesar de la supremacía del motor de gasolina, se intentó introducirlo por completo. el nuevo tipo Motores: térmicos, inventados por primera vez en 1861 por un sacerdote escocés llamado Robert Stirling. El motor recibió el nombre de su creador.
MOTOR STIRLING: LADO FÍSICO DEL PROBLEMA
Para comprender cómo funciona una central eléctrica de mesa de Stirling, es necesario comprender información general sobre los principios de funcionamiento de los motores térmicos. Físicamente, el principio de funcionamiento es utilizar energía mecánica, que se obtiene cuando un gas se expande al calentarse y luego se contrae al enfriarse. Para demostrar el principio de funcionamiento, se puede dar un ejemplo basado en el método habitual. botella de plástico y dos cacerolas, una de las cuales contiene agua fría y la otra caliente.
Al bajar la botella a agua fría, cuya temperatura es cercana a la temperatura a la que se forma el hielo cuando el aire del interior está suficientemente enfriado contenedor de plástico debe cerrarse con un tapón. Además, cuando se coloca la botella en agua hirviendo, después de un tiempo el corcho “dispara” con fuerza, ya que en en este caso El trabajo realizado por el aire calentado fue muchas veces mayor que el realizado durante el enfriamiento. Si el experimento se repite muchas veces, el resultado no cambia.
Las primeras máquinas que se construyeron con el motor Stirling reprodujeron con precisión el proceso demostrado en el experimento. Naturalmente, el mecanismo requería una mejora, que consistía en utilizar parte del calor que el gas perdía durante el proceso de enfriamiento para calentarlo aún más, permitiendo que el calor regresara al gas para acelerar el calentamiento.
Pero ni siquiera el uso de esta innovación pudo salvar la situación, ya que los primeros Stirling eran de gran tamaño y tenían poca potencia. Posteriormente, se intentó más de una vez modernizar el diseño para alcanzar una potencia de 250 CV. llevó al hecho de que, en presencia de un cilindro con un diámetro de 4,2 metros, la potencia real producida por la central eléctrica de Stirling de 183 kW era en realidad de sólo 73 kW.
Todos los motores Stirling funcionan según el principio del ciclo Stirling, que incluye cuatro fases principales y dos intermedias. Los principales son calentamiento, expansión, enfriamiento y compresión. La etapa de transición considerada es la transición al generador de frío y la transición al elemento de calefacción. Trabajo útil realizado por el motor se basa únicamente en la diferencia de temperatura entre las partes de calefacción y refrigeración.
CONFIGURACIONES STIRLING MODERNAS
La ingeniería moderna distingue tres tipos principales de este tipo de motores:
- Alpha Stirling, cuya diferencia son dos pistones activos ubicados en cilindros independientes. De las tres opciones, este modelo tiene la mayor potencia, teniendo la mayor alta temperatura pistón calefactor;
- beta Stirling, basada en un cilindro, una parte del cual está caliente y la otra fría;
- Gamma Stirling, que además del pistón también tiene un desplazador.
La producción de la central eléctrica de Stirling dependerá de la elección del modelo de motor, que tendrá en cuenta todos los aspectos positivos y lados negativos proyecto similar.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Gracias a tu caracteristicas de diseño Estos motores tienen una serie de ventajas, pero no están exentas de desventajas.
La central eléctrica de mesa Stirling, que no se puede comprar en una tienda, sino solo a aficionados que ensamblan dichos dispositivos de forma independiente, incluye:
- tamaños grandes, causados por la necesidad de un enfriamiento constante del pistón de trabajo;
- uso alta presión qué se requiere para mejorar el rendimiento y la potencia del motor;
- pérdida de calor, que se produce debido a que el calor generado no se transfiere al fluido de trabajo en sí, sino a través de un sistema de intercambiadores de calor, cuyo calentamiento conduce a una pérdida de eficiencia;
- Una fuerte reducción de potencia requiere el uso de principios especiales que difieren de los tradicionales de los motores de gasolina.
Además de las desventajas, las centrales eléctricas que funcionan con unidades Stirling tienen ventajas innegables:
- cualquier tipo de combustible, ya que como todo motor que utiliza energía térmica, este motor es capaz de funcionar a una diferencia de temperatura de cualquier ambiente;
- eficiencia. Estos dispositivos pueden ser un excelente reemplazo de las unidades de vapor en los casos en que sea necesario procesar energía solar, proporcionando una eficiencia un 30% mayor;
- la seguridad ambiental. Dado que la central eléctrica de mesa de kW no genera par de escape, no produce ruido y no emite sustancias nocivas a la atmósfera. El calor ordinario actúa como fuente de energía y el combustible se quema casi por completo;
- simplicidad estructural. Para su trabajo, Stirling no requerirá Detalles adicionales o dispositivos. Es capaz de arrancar de forma independiente sin utilizar motor de arranque;
- mayor recurso de rendimiento. Debido a su simplicidad, el motor puede proporcionar cientos de horas de funcionamiento continuo.
ÁREAS DE APLICACIÓN DE LOS MOTORES STIRLING
El motor Stirling se utiliza con mayor frecuencia en situaciones en las que se requiere un dispositivo simple para convertir energía térmica, mientras que la eficiencia de otros tipos de unidades térmicas es significativamente menor en condiciones similares. Muy a menudo, estas unidades se utilizan para alimentar equipos de bombeo, cámaras frigoríficas, submarinos, baterías de almacenamiento de energía.
Uno de direcciones prometedoras Las áreas de uso de los motores Stirling son plantas de energía solar, ya que esta unidad se puede utilizar con éxito para convertir la energía de los rayos solares en electricidad. Para realizar este proceso, el motor se sitúa en el foco de un espejo que acumula rayos de sol, que proporciona iluminación permanente al área que requiere calefacción. Esto le permite concentrarse energía solar en Área pequeña. El combustible del motor en este caso es helio o hidrógeno. publicado
Un motor Stirling es un motor que puede funcionar con energía térmica. En este caso, la fuente de calor no tiene ninguna importancia. Lo principal es que hay una diferencia de temperatura, en cuyo caso este motor funcionará. El autor descubrió cómo hacer un modelo de dicho motor a partir de una lata de Coca-Cola.
Materiales y herramientas
- uno globo;
- 3 latas de cola;
- terminales eléctricos, cinco piezas (5A);
- tetinas para fijar radios de bicicleta (2 piezas);
- lana metálica;
- un trozo de alambre de acero de 30 cm de largo y 1 mm de sección transversal;
- un trozo de alambre grueso de acero o cobre con un diámetro de 1,6 a 2 mm;
- pasador de madera con un diámetro de 20 mm (longitud 1 cm);
- tapa de botella (plástico);
- cableado eléctrico (30 cm);
- Super pegamento;
- caucho vulcanizado (unos 2 centímetros cuadrados);
- hilo de pescar (longitud de unos 30 cm);
- un par de pesas para equilibrar (por ejemplo, níquel);
- CD (3 piezas);
- chinchetas;
- otra lata para hacer un fogón;
- silicona resistente al calor y una lata para crear refrigeración por agua.
Paso uno. Preparando frascos
En primer lugar, debes tomar dos latas y cortarles la parte superior. Si la parte superior se corta con tijeras, las muescas resultantes deberán limarse con una lima.
A continuación debes cortar el fondo del frasco. Esto se puede hacer con un cuchillo.
Segundo paso. Creando una apertura
El autor utilizó como diafragma un globo reforzado con caucho vulcanizado. Es necesario cortar la bola y colocarla en el frasco, como se muestra en la imagen. Luego se pega un trozo de caucho vulcanizado al centro del diafragma. Una vez que el pegamento se haya endurecido, se perfora un agujero en el centro del diafragma para instalar el cable. La forma más sencilla de hacerlo es utilizar un alfiler, que se puede dejar en el orificio hasta el momento del montaje.
Paso tres. Cortar y crear agujeros en la tapa.
Es necesario perforar dos orificios de 2 mm en las paredes de la tapa; son necesarios para instalar el eje giratorio de las palancas. Es necesario perforar otro orificio en la parte inferior de la tapa; a través de él pasará un cable que se conectará al desplazador.
En etapa final La tapa debe cortarse como se muestra en la imagen. Esto se hace para que el cable desplazador no se enganche en los bordes de la cubierta. Para este trabajo son adecuadas las tijeras domésticas.
Paso cuatro. Perforación
Debes perforar dos agujeros en la lata para los rodamientos. En este caso se realizó con una broca de 3,5 mm.
Paso cinco. Creando una ventana de visualización
Es necesario cortar una ventana de inspección en la carcasa del motor. Ahora puedes observar cómo funcionan todos los componentes del dispositivo.
Paso seis. Modificación de terminales
Debe tomar los terminales y quitarles el aislamiento de plástico. Luego toma un taladro y haz a traves de los hoyos en los bordes de los terminales. En total, es necesario perforar 3 terminales, dejando dos sin perforar.
Paso siete. Creando apalancamiento
El material utilizado para crear las palancas es alambre de cobre, cuyo diámetro es de 1,88 mm. En las imágenes se muestra cómo doblar exactamente las agujas de tejer. También puedes utilizar alambre de acero, pero es más agradable trabajar con cobre.
Paso ocho. Fabricación de rodamientos
Para hacer los rodamientos necesitarás dos tetinas de bicicleta. Es necesario comprobar el diámetro de los agujeros. El autor los perforó con una broca de 2 mm.
Paso nueve. Instalación de palancas y rodamientos.
Las palancas se pueden instalar directamente a través de la ventana de visualización. Un extremo del cable debe ser largo, habrá un volante en él. Los cojinetes deben encajar perfectamente en su lugar. Si queda algún juego se pueden pegar.
Paso diez. Creando un desplazador
El desplazador está hecho de lana de acero para pulir. Para crear un desplazador, se toma un alambre de acero, se le hace un gancho y luego se enrolla la cantidad requerida de algodón en el alambre. El desplazador debe ser de tal tamaño que se pueda mover libremente dentro del frasco. Altura total El desplazador no debe tener más de 5 cm.
Como resultado, en un lado del algodón es necesario formar una espiral de alambre para que no se salga del algodón, y en el otro lado se hace un bucle de alambre. A continuación, se ata un hilo de pescar a este bucle, que posteriormente se pasa por el centro del diafragma. El caucho vulcanizado debe quedar en el medio del recipiente.
Paso 11: cree un tanque de presión
Es necesario cortar el fondo del frasco de modo que queden aproximadamente 2,5 cm de su base. El desplazador junto con el diafragma deben colocarse en el tanque. Después de esto, todo este mecanismo se instala al final de la lata. Es necesario apretar un poco el diafragma para que no se hunda.
Luego debes tomar el terminal que no fue perforado y pasar el hilo de pescar a través de él. El nudo hay que pegarlo para que no se mueva. El cable debe estar bien lubricado con aceite y al mismo tiempo asegurarse de que el desplazador tire fácilmente de la línea con él.
Paso 12: Crear varillas de empuje
Las varillas de empuje conectan el diafragma y las palancas. Esto se hace con un trozo de alambre de cobre de 15 cm de largo.
Paso 13. Crea e instala el volante.
Para crear un volante se utilizan 3 CD antiguos. Como parte central se utiliza una varilla de madera. Después de instalar el volante, la varilla del cigüeñal se dobla para que el volante no se caiga.
En la etapa final, se ensambla todo el mecanismo.
El motor Stirling, alguna vez famoso, quedó olvidado durante mucho tiempo debido al uso generalizado de otro motor (de combustión interna). Pero hoy escuchamos cada vez más sobre él. ¿Quizás tenga la oportunidad de volverse más popular y encontrar su lugar en una nueva modificación del mundo moderno?
Historia
El motor Stirling es motor térmico, que fue inventado a principios del siglo XIX. El autor, como es evidente, era un tal Stirling llamado Robert, un sacerdote de Escocia. El dispositivo es un motor de combustión externa, donde el cuerpo se mueve en un recipiente cerrado, cambiando constantemente su temperatura.
Debido a la difusión de otro tipo de motor, casi quedó en el olvido. Sin embargo, gracias a sus ventajas, hoy el motor Stirling (muchos aficionados lo construyen en casa con sus propias manos) vuelve a estar de moda.
La principal diferencia con un motor de combustión interna es que la energía térmica proviene del exterior y no se genera en el propio motor, como en un motor de combustión interna.
Principio de funcionamiento
Se puede imaginar un volumen de aire cerrado encerrado en una carcasa con una membrana, es decir, un pistón. Cuando la carcasa se calienta, el aire se expande y trabaja, doblando así el pistón. Luego se produce el enfriamiento y se vuelve a doblar. Este es el ciclo de funcionamiento del mecanismo.
No es de extrañar que muchas personas fabriquen su propio motor Stirling termoacústico en casa. Esto requiere un mínimo de herramientas y materiales, que se pueden encontrar en el hogar de todos. Considere dos diferentes caminos que fácil es crear uno.
Materiales para el trabajo
Para hacer un motor Stirling con sus propias manos, necesitará los siguientes materiales:
- estaño;
- radios de acero;
- tubo de latón;
- sierra;
- archivo;
- soporte de madera;
- tijeras de metal;
- piezas de sujeción;
- soldador;
- soldadura;
- soldar;
- máquina.
Esto es todo. El resto es cuestión de técnica sencilla.
Cómo hacer
De estaño se preparan una cámara de combustión y dos cilindros para la base, que formarán un motor Stirling, hecho a mano. Las dimensiones se seleccionan de forma independiente, teniendo en cuenta los fines para los que está destinado este dispositivo. Supongamos que el motor se fabrica para demostración. Entonces el desarrollo del cilindro maestro será de veinte a veinticinco centímetros, no más. El resto de piezas deben adaptarse a ello.
En la parte superior del cilindro, se hacen dos protuberancias y orificios con un diámetro de cuatro a cinco milímetros para mover el pistón. Los elementos actuarán como cojinetes para la ubicación del dispositivo de manivela.
A continuación, se produce el fluido de trabajo del motor (se convertirá en agua corriente). Se sueldan círculos de estaño al cilindro, que se enrolla formando un tubo. En ellos se hacen agujeros y se insertan tubos de latón de veinticinco a treinta y cinco centímetros de largo y con un diámetro de cuatro a cinco milímetros. Al final, comprueban el grado de estanqueidad de la cámara llenándola de agua.
Luego viene el turno del desplazador. Para la fabricación se toma una pieza de trabajo de madera. La máquina se utiliza para garantizar que adopte la forma de un cilindro normal. El desplazador debe ser ligeramente más pequeño que el diámetro del cilindro. Altura óptima lo seleccionan después de que el motor Stirling esté hecho con sus propias manos. Por lo tanto, en esta etapa, la longitud debe incluir cierto margen.
El radio se convierte en una varilla de cilindro. Se hace un agujero en el centro del recipiente de madera por el que encaja la varilla, y se introduce. En la parte superior de la biela es necesario dejar espacio para el dispositivo de biela.
Luego toman tubos de cobre de cuatro centímetros y medio de largo y dos centímetros y medio de diámetro. Se suelda un círculo de estaño al cilindro. Se hace un agujero en los lados de las paredes para conectar el recipiente con el cilindro.
El pistón también se ajusta a torno al diámetro del cilindro grande desde el interior. La varilla está unida en forma de bisagra en la parte superior.
Se completa el montaje y se ajusta el mecanismo. Para hacer esto, el pistón se inserta en el cilindro. tamaño más grande y conectar este último a otro cilindro más pequeño.
Un mecanismo de manivela está construido sobre un cilindro grande. Fije la parte del motor con un soldador. Las partes principales se fijan sobre una base de madera.
El cilindro se llena con agua y se coloca una vela debajo del fondo. Se prueba el rendimiento de un motor Stirling, fabricado a mano de principio a fin.
Segundo método: materiales
El motor se puede fabricar de otra forma. Para ello necesitarás los siguientes materiales:
- estaño;
- espuma;
- clips de papel;
- discos;
- dos pernos.
Cómo hacer
La gomaespuma se utiliza muy a menudo para fabricar en casa un motor Stirling sencillo y de baja potencia con sus propias manos. A partir de él se prepara un desplazador para el motor. Recorta un círculo de espuma. El diámetro debe ser ligeramente menor que eso. lata, y la altura es un poco más de la mitad.
Se hace un agujero en el centro de la tapa para la futura biela. Para que funcione sin problemas, el clip se enrolla en espiral y se suelda a la tapa.
El círculo de espuma se perfora en el centro con un alambre fino y un tornillo y se fija en la parte superior con una arandela. Luego, el trozo de clip se conecta mediante soldadura.
El desplazador se empuja dentro del orificio de la tapa y se conecta a la lata mediante soldadura para sellarlo. Se hace un pequeño bucle en el clip y otro agujero más grande en la tapa.
La hoja de estaño se enrolla formando un cilindro, se suelda y luego se une a la lata para que no quede ninguna grieta.
El clip se convierte en un cigüeñal. El espacio debe ser exactamente de noventa grados. La rodilla sobre el cilindro se hace un poco más grande que la otra.
Los clips restantes se convierten en soportes de eje. La membrana se fabrica de la siguiente manera: el cilindro se envuelve en una película de polietileno, se presiona y se asegura con hilo.
La biela está hecha de un clip que se inserta en un trozo de goma y pieza terminada adherido a la membrana. La longitud de la biela está diseñada de tal manera que en el punto inferior del eje la membrana se introduce en el cilindro y en el punto más alto se extiende. La segunda parte de la biela se realiza de la misma forma.
Luego se pega uno a la membrana y el otro al desplazador.
Las patas del frasco también se pueden hacer con clips y soldar. Para la manivela se utiliza un CD.
Ahora todo el mecanismo está listo. Ya solo queda colocar y encender una vela debajo y luego darle un empujón a través del volante.
Conclusión
Este es un motor Stirling de baja temperatura (construido con mis propias manos). Por supuesto, en escala industrial Estos dispositivos se fabrican de una forma completamente diferente. Sin embargo, el principio sigue siendo el mismo: el volumen de aire se calienta y luego se enfría. Y esto se repite constantemente.
Finalmente, mira estos dibujos del motor Stirling (puedes hacerlo tú mismo sin ninguna habilidad especial). ¿Quizás ya tienes la idea y quieres hacer algo similar?
Llevo mucho tiempo observando a los artesanos sobre este recurso y cuando apareció el artículo quise hacerlo yo mismo. Pero como siempre, no hubo tiempo y pospuse la idea.
Pero finalmente obtuve mi diploma, me gradué en el departamento militar y llegó el momento.
Me parece que hacer un motor así es mucho más fácil que una unidad flash :)
Primero que nada, quiero arrepentirme ante el gurú de este sitio de que una persona de unos 20 años esté haciendo tales tonterías, pero solo quería hacerlo y no hay nada que explique este deseo, espero que mi próximo paso sea un flash. conducir.
Así que necesitamos:
1 Deseo.
2 Tres latas.
3 Alambre de cobre (lo encontré con una sección de 2 mm).
4 Papel (de periódico o de oficina, no importa).
5 Pegamento de papelería (PVA).
6 Superpegamento (CYJANOPAN o cualquier otro del mismo espíritu).
7 Guante o globo de goma.
8 Terminales para cableado eléctrico 3 uds.
9 Tapón para vino 1 ud.
10 Un poco de hilo de pescar.
11 Herramientas al gusto. 
1- primer banco; 2 segundos; 3- tercero; 3 tapas del tercer frasco; 4- membrana; 5- desplazador; 6- terminal de cableado eléctrico; 7- cigüeñal; 8- pieza de estaño :) 9- biela; 10- enchufe; 11- disco; 12 líneas.
Comencemos cortando las tapas de las tres latas. Hice esto con una Dremel casera, al principio quería usar un punzón para hacer agujeros en un círculo y cortar con tijeras, pero me acordé de la máquina milagrosa.
Para ser honesto, no quedó muy bien y accidentalmente hice un agujero en la pared de una de las latas, por lo que ya no era adecuada para un contenedor de trabajo (pero tenía dos más y las hice con más cuidado). . 
A continuación necesitamos un frasco que nos sirva de forma para desplazador(5).
Como los bazares estaban cerrados el lunes y todas las tiendas de automóviles cercanas estaban cerradas, y yo quería hacer un motor, me tomé la libertad de cambiar el diseño original y hacer el desplazador con papel en lugar de lana de acero.
Para ello, encontré un tarro de comida para peces del tamaño más adecuado para mí. Elegí el tamaño basándome en el hecho de que el diámetro de la lata de refresco era de 53 mm, así que buscaba 48-51 mm para que cuando enrollara el papel en el molde, hubiera aproximadamente 1-2 mm de distancia entre la pared de la lata y el desplazador (5) para el paso del aire. (Previamente cubrí el frasco con cinta adhesiva para que no se pegue el pegamento). 
A continuación, marqué una tira de hoja A4 de 70 mm, y corté el resto en tiras de 50 mm (como en el artículo). Para ser honesto, no recuerdo cuántas de estas tiras enrollé, pero sean 4-5 (tiras de 50 mm x 290 mm, hice el número de capas a ojo, para que cuando el pegamento fragüe, el desplazador no suave). Cada capa se cubrió con pegamento PVA. 
Luego hice cubiertas desplazadoras de 6 capas de papel (también pegué todo y lo presioné con un mango redondo para exprimir el pegamento restante y las burbujas de aire) cuando pegué todas las capas, las presioné encima con libros para que no doblarse.
También utilicé unas tijeras para cortar el fondo de la lata (2), que estaba intacto, a una distancia de unos 10 mm, ya que el desplazador no pasaba por el orificio superior. Esto será nuestro capacidad de trabajo.
Esto es lo que terminó sucediendo (no corté inmediatamente la tapa del frasco (3), pero aún tengo que hacerlo para poder poner la vela allí). 
Luego, a una distancia de unos 60mm del fondo, corté el tarro (3) que aún tenía con tapa. Este fondo nos servirá caja de fuego.
Luego corté el fondo del segundo frasco (1) con la tapa recortada, también a una distancia de 10 mm (del fondo). Y juntarlo todo. 
Luego me pareció que si pegaba un objeto más pequeño a la membrana (4) del cilindro de trabajo (2) en lugar de la tapa, el diseño mejoraría, así que recorté una muestra de papel. La base es cuadrada de 15x15mm y las “orejas” son de 10mm cada una. Y recorté una parte (8) de la muestra. 
Luego taladré agujeros en los terminales (6) con un diámetro de 2,1 o 2,5 mm (no importa), luego de lo cual tomé un cable (con una sección de 2 mm) y medí 150 mm, esto será nuestro " cigüeñal" (7). Y lo dobló a las siguientes dimensiones: la altura del codo desplazador (5) - 20 mm, la altura del codo de membrana (4) - 5 mm. Debe haber 90 grados entre ellos (no importa en qué dirección). Primero coloqué los terminales en su lugar. También hice arandelas y las uní con pegamento para que los terminales no colgaran del cigüeñal.
No fue posible hacerlo recto y exactamente en tamaño de inmediato, pero lo rehice (más bien para mi propia tranquilidad). 
Luego tomé nuevamente el alambre (2mm) y corté un trozo, de unos 200mm, esta será la biela (9) de la membrana (4), pasé la pieza (8) a través de ella y la doblé (se mostrará) .
Tomé una lata (1) (la que tiene unos pequeños agujeros) y le hice agujeros para el “cigüeñal” (7) a una distancia de 30 mm de la parte superior (pero esto no es importante). Y cortó la ventana con unas tijeras. 
Luego, cuando el cilindro desplazador (5) estuvo seco y completamente pegado, comencé a pegarle las tapas. Cuando pegué las tapas, pasé un alambre de aproximadamente medio milímetro a través de ellas para sujetar el hilo de pescar (12). 
A continuación, mecanicé un eje (10) a partir de un mango de madera para conectar los discos (11) al cigüeñal, pero recomiendo utilizar un tapón de vino.
Y ahora la parte más difícil
(en cuanto a mí) corté una membrana (4) de guantes médicos y le pegué esa misma pieza (8) en el centro. Coloqué la membrana en el cilindro de trabajo (2) y la até a lo largo del borde con un hilo, y cuando comencé a cortar las partes sobrantes, la membrana comenzó a salir de debajo del hilo (aunque no tiré de la membrana ) y cuando estuvo completamente cortado, comencé a apretarlo y la membrana se desprendió por completo.
Tomé superpegamento y pegué el extremo de la lata, luego pegué la membrana recién preparada, colocándola estrictamente en el centro, la sostuve y esperé a que el pegamento se endureciera. Luego lo volvió a presionar, pero esta vez con una banda elástica, cortó los bordes, le quitó el elástico y lo volvió a pegar (por fuera).
Esto es lo que pasó en ese momento. 
A continuación, hice un agujero en la membrana (4) y la pieza (8) con una aguja y pasé un hilo de pescar (12) a través de ellos (lo cual tampoco fue fácil).
Bueno, cuando junté todo, esto es lo que pasó: 
Admito enseguida que al principio el motor no funcionaba; es más, me parecía que no funcionaba del todo, porque tuve que girarlo (con una vela encendida) manualmente y con bastante fuerza. de fuerza (como en el caso de un motor autorrotante). Estaba completamente flácido y comencé a regañarme por hacer el desplazador de papel, por tomar las latas equivocadas, por equivocarme en la longitud de la biela (9) o la línea del desplazador (5). Pero después de una hora de tormento y desilusión, mi vela finalmente se quemó (la que estaba en la carcasa de aluminio) y tomé la que quedaba de Año Nuevo (la verde de la foto), ardió MUCHO más fuerte y, he aquí , Pude iniciarlo.
CONCLUSIONES
1 No importa de qué esté hecho el desplazador, como leí en uno de los sitios "debe ser liviano y no conductor de calor".
2 Cambiar la longitud de la biela (9) y la longitud de la línea (12) del desplazador (5) no importa, como leí en uno de los sitios “lo principal es que el desplazador no golpee el arriba o abajo de la cámara de trabajo durante la operación”, así que lo coloqué aproximadamente en el medio. Y la membrana en un estado tranquilo (frío) debe ser plana y no estirada hacia abajo ni hacia arriba.
Video
Vídeo del motor en marcha. Instalé 4 discos, se usan como volante. Al arrancar intento levantar el desplazador a la posición superior, ya que todavía tengo miedo de que se sobrecaliente. Debería girar así: primero el desplazador sube y luego la membrana se eleva detrás de él, el desplazador desciende y la membrana desciende detrás de él.
PD: tal vez si lo equilibras girará más rápido, pero para mí una solución rápida No pude equilibrarlo :)
Vídeo de refrigeración por agua. No ayuda mucho en el funcionamiento y, como puede ver, no acelera particularmente su rotación, pero con tal enfriamiento se puede admirar el motor por más tiempo sin temor a sobrecalentarse.
Y aquí hay un dibujo aproximado de mi prototipo (tamaño grande):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Cualquiera que necesite el original (COMPASS V 12) puede enviarlo a la oficina de correos.
Quizás me preguntes por qué es necesario y te responderé. Como todo en nuestro steampunk, es principalmente para el alma.
Por favor no me presionen demasiado, esta es mi primera publicación.
El motor Stirling, alguna vez famoso, quedó olvidado durante mucho tiempo debido al uso generalizado de otro motor (de combustión interna). Pero hoy escuchamos cada vez más sobre él. ¿Quizás tenga la oportunidad de volverse más popular y encontrar su lugar en una nueva modificación del mundo moderno?
Historia
El motor Stirling es un motor térmico que se inventó a principios del siglo XIX. El autor, como es evidente, era un tal Stirling llamado Robert, un sacerdote de Escocia. El dispositivo es un motor de combustión externa, donde el cuerpo se mueve en un recipiente cerrado, cambiando constantemente su temperatura.
Debido a la difusión de otro tipo de motor, casi quedó en el olvido. Sin embargo, gracias a sus ventajas, hoy el motor Stirling (muchos aficionados lo construyen en casa con sus propias manos) vuelve a estar de moda.
La principal diferencia con un motor de combustión interna es que la energía térmica proviene del exterior y no se genera en el propio motor, como en un motor de combustión interna.
Principio de funcionamiento
Se puede imaginar un volumen de aire cerrado encerrado en una carcasa con una membrana, es decir, un pistón. Cuando la carcasa se calienta, el aire se expande y trabaja, doblando así el pistón. Luego se produce el enfriamiento y se vuelve a doblar. Este es el ciclo de funcionamiento del mecanismo.
No es de extrañar que muchas personas fabriquen su propio motor Stirling termoacústico en casa. Esto requiere un mínimo de herramientas y materiales, que se pueden encontrar en el hogar de todos. Veamos dos formas diferentes de crear uno fácilmente.
Materiales para el trabajo
Para hacer un motor Stirling con sus propias manos, necesitará los siguientes materiales:
- estaño;
- radios de acero;
- tubo de latón;
- sierra;
- archivo;
- soporte de madera;
- tijeras de metal;
- piezas de sujeción;
- soldador;
- soldadura;
- soldar;
- máquina.
Esto es todo. El resto es cuestión de técnica sencilla.
Cómo hacer
De estaño se preparan una cámara de combustión y dos cilindros para la base, que formarán un motor Stirling, hecho a mano. Las dimensiones se seleccionan de forma independiente, teniendo en cuenta los fines para los que está destinado este dispositivo. Supongamos que el motor se fabrica para demostración. Entonces el desarrollo del cilindro maestro será de veinte a veinticinco centímetros, no más. El resto de piezas deben adaptarse a ello.
En la parte superior del cilindro, se hacen dos protuberancias y orificios con un diámetro de cuatro a cinco milímetros para mover el pistón. Los elementos actuarán como cojinetes para la ubicación del dispositivo de manivela.
A continuación, se produce el fluido de trabajo del motor (se convertirá en agua corriente). Se sueldan círculos de estaño al cilindro, que se enrolla formando un tubo. En ellos se hacen agujeros y se insertan tubos de latón de veinticinco a treinta y cinco centímetros de largo y con un diámetro de cuatro a cinco milímetros. Al final, comprueban el grado de estanqueidad de la cámara llenándola de agua.
Luego viene el turno del desplazador. Para la fabricación se toma una pieza de trabajo de madera. La máquina se utiliza para garantizar que adopte la forma de un cilindro normal. El desplazador debe ser ligeramente más pequeño que el diámetro del cilindro. La altura óptima se selecciona después de hacer el motor Stirling con sus propias manos. Por lo tanto, en esta etapa, la longitud debe incluir cierto margen.
El radio se convierte en una varilla de cilindro. Se hace un agujero en el centro del recipiente de madera por el que encaja la varilla, y se introduce. En la parte superior de la biela es necesario dejar espacio para el dispositivo de biela.
Luego toman tubos de cobre de cuatro centímetros y medio de largo y dos centímetros y medio de diámetro. Se suelda un círculo de estaño al cilindro. Se hace un agujero en los lados de las paredes para conectar el recipiente con el cilindro.
El pistón también se ajusta en un torno al diámetro del cilindro grande desde el interior. La varilla está unida en forma de bisagra en la parte superior.
Se completa el montaje y se ajusta el mecanismo. Para ello, el pistón se inserta en un cilindro más grande y se conecta a otro cilindro más pequeño.
Un mecanismo de manivela está construido sobre un cilindro grande. Fije la parte del motor con un soldador. Las partes principales se fijan sobre una base de madera.
El cilindro se llena con agua y se coloca una vela debajo del fondo. Se prueba el rendimiento de un motor Stirling, fabricado a mano de principio a fin.
Segundo método: materiales
El motor se puede fabricar de otra forma. Para ello necesitarás los siguientes materiales:
- estaño;
- espuma;
- clips de papel;
- discos;
- dos pernos.
Cómo hacer
La gomaespuma se utiliza muy a menudo para fabricar en casa un motor Stirling sencillo y de baja potencia con sus propias manos. A partir de él se prepara un desplazador para el motor. Recorta un círculo de espuma. El diámetro debe ser un poco más pequeño que el de una lata y la altura debe ser un poco más de la mitad.
Se hace un agujero en el centro de la tapa para la futura biela. Para que funcione sin problemas, el clip se enrolla en espiral y se suelda a la tapa.
El círculo de espuma se perfora en el centro con un alambre fino y un tornillo y se fija en la parte superior con una arandela. Luego, el trozo de clip se conecta mediante soldadura.
El desplazador se empuja dentro del orificio de la tapa y se conecta a la lata mediante soldadura para sellarlo. Se hace un pequeño bucle en el clip y otro agujero más grande en la tapa.
La hoja de estaño se enrolla formando un cilindro, se suelda y luego se une a la lata para que no quede ninguna grieta.
El clip se convierte en un cigüeñal. El espacio debe ser exactamente de noventa grados. La rodilla sobre el cilindro se hace un poco más grande que la otra.
Los clips restantes se convierten en soportes de eje. La membrana se fabrica de la siguiente manera: el cilindro se envuelve en una película de polietileno, se presiona y se asegura con hilo.
La biela está hecha de un clip, que se inserta en un trozo de goma y la pieza terminada se fija a la membrana. La longitud de la biela está diseñada de tal manera que en el punto inferior del eje la membrana se introduce en el cilindro y en el punto más alto se extiende. La segunda parte de la biela se realiza de la misma forma.
Luego se pega uno a la membrana y el otro al desplazador.
Las patas del frasco también se pueden hacer con clips y soldar. Para la manivela se utiliza un CD.
Ahora todo el mecanismo está listo. Ya solo queda colocar y encender una vela debajo y luego darle un empujón a través del volante.
Conclusión
Este es un motor Stirling de baja temperatura (construido con mis propias manos). Por supuesto, a escala industrial, estos dispositivos se fabrican de una manera completamente diferente. Sin embargo, el principio sigue siendo el mismo: el volumen de aire se calienta y luego se enfría. Y esto se repite constantemente.
Finalmente, mira estos dibujos del motor Stirling (puedes hacerlo tú mismo sin ninguna habilidad especial). ¿Quizás ya tienes la idea y quieres hacer algo similar?
