Проектная работа по физике " Изготовление действующей модели двигателя Стирлинга из подручных материалов."

Модель двигателя Стирлинга

Актуальность создания модели двигателя Стирлинга:

Знакомство учащихся средней и старшей школы с моделями двигателей Стирлинга на уроках физики.

  Гипотеза создания модели:

Проверить возможность создания и работы модели двигателя Стирлинга в домашних условиях.

Цель создания модели:

Создание модели двигателя Стирлинга, его апробация в домашних условиях.  

Задачи:

• Изучить имеющиеся литературные источники по данному вопросу.
• Определить необходимый материал для сборки двигателя.
• Наметить план, последовательность деятельности (подготовить детали, собрать модель двигателя).
• Демонстрация модели двигателя Стирлинга на уроках физики как наглядное пособие.
• Провести испытание модели.

БОЛЬШИЕ ПЛЮСЫ и маленькие минусы

«+»

«-»

• КПД может достигать 65-70% КПД от цикла Карно.
• Нет тех минусов , которые свойственны двигателям внутреннего сгорания (ДВС).
• Простота конструкции позволяет длительно эксплуатировать Стирлинг в автономном режиме.
• Двигатель Стирлинга может использовать любой источник тепловой энергии, начиная с дров и заканчивая ядерным топливом!
• отбор максимума содержащейся в топливе энергии и минимизация выброса токсичных компонентов в окружающую среду
• И т. д.

• Большие габариты двигателя из-за объемных радиаторов.
• Для получения характеристик, сравнимых с характеристиками ДВС, приходится применять высокие давления и специальные виды рабочего тела — водород, гелий.
• материалоемкость. Для производства компактных и мощных Стирлинг-машин требуются жаропрочные стали, выдерживающие высокое рабочее давление и в то же время, обладающие низкой теплопроводностью. Обычная смазка для Стирлингов не годится — коксуется при высокой температуре, поэтому необходимы материалы с низким коэффициентом трения.

Принцип действия

Материалы для сборки

• Банки из-под чипсов 2 шт.

• Канцелярские скрепки 5 шт.
• Пишущий узел шариковой ручки 1 шт.
• Консервные банки подходящих размеров 2 шт.
• Холодная сварка.
• Графитовый стержень от карандаша.
• Муфта.
• Термоусадочные трубки.
• Быстросохнущий клей.
• Компакт диски 2 шт.

Этапы сборки

Этапы сборки

Этапы сборки

Выводы

Двигатель получился небольшой мощности, но в будущем планируется доработать имеющуюся модель, чтобы повысить ее КПД и может даже сделать полноценный двигатель, который в последствии можно будет связать например с электрогенератором.

• 1.3аменить все детали модели на детали из жаропрочных материалов, так как двигатель постоянно находиться под воздействием высоких температур.
• 2.Добавить в двигатель «охладитель».
• 4. Заменить само рабочее тело (воздух).
• 5. Установить подшипники на коленчатых валах.
• 6. Использовать некоксующуюся ( невыгорающую) смазку.