Sobre el "Stirling" y el estudiante ...
Comencemos con el hecho de que el nombre Stirling es bastante común tanto en Inglaterra como en Escocia. Es decir, si hay un castillo de Stirling allí, ¿por qué no ser el "Sr. Stirling"? Y precisamente un hombre así: el sacerdote escocés Robert Stirling aún es 27 de septiembre. ¡1816 del año recibió una patente británica para un motor que no tenía nada que ver con una máquina de vapor! Además, el motor, que lleva su nombre, resultó ser único, ya que podía funcionar desde cualquier fuente de calor.
Robert Stirling.
En 1843, su hijo, James Stirling, usó el motor de su padre en una fábrica donde trabajó como ingeniero. Bueno, ya en 1938, se crearon Stirlings con potencia hasta 200 hp. y eficiencia igual al 30 por ciento.
El principio de funcionamiento de este motor es alternar el calentamiento y enfriamiento del fluido de trabajo en un cilindro completamente cerrado. Por lo general, el medio de trabajo es aire, pero se puede usar hidrógeno, helio, así como freones, dióxido de nitrógeno, propano-butano licuado e incluso agua. Además, permanece líquido durante todo el ciclo termodinámico. Es decir, el diseño del motor es extremadamente simple y utiliza una propiedad bien conocida de los gases: de la calefacción, su volumen aumenta y de la refrigeración disminuye.
Uno de los muchos caseros de Stirling.
En el motor Stirling se usa ... "Ciclo Stirling", que en su eficiencia termodinámica no solo es peor que el ciclo Carnot, sino que también tiene algunas ventajas. En cualquier caso, es el "ciclo de Stirling" el que le permite obtener un motor que funciona con una lata común, en solo un par de horas.
Dispositivo Beta Stirling.
El ciclo de Stirling incluye cuatro fases principales y dos fases de transición: calentamiento, expansión, transición a una fuente de frío, enfriamiento, compresión y una transición a una fuente de calor. Bueno, conseguimos un trabajo útil en el proceso de expandir el volumen de gas caliente.
Fase 1.
Fase 2.
Fase 3.
Fase 4.
El ciclo de trabajo del tipo beta del motor Stirling: a - pistón de desplazamiento; b - pistón de trabajo; c - volante de inercia; d - fuego (zona de calentamiento); e - Aletas de enfriamiento (área de enfriamiento).
Funciona así: hay dos cilindros y dos pistones. Una fuente externa de calor (y pueden incluso quemar leña, incluso un quemador de gas, incluso la luz solar) eleva la temperatura del gas en la parte inferior del cilindro de intercambio de calor. Hay una presión, que empuja el pistón de trabajo hacia arriba, y el pistón de desplazamiento se ajusta holgadamente contra las paredes del cilindro. Además, el volante, desplazándose, lo empuja hacia abajo.
Esquema stirling de la lata.
Al mismo tiempo, el aire caliente de la parte inferior del cilindro entra en la cámara de enfriamiento. En la cámara de trabajo, se enfría y se comprime, y luego el pistón de trabajo se precipita hacia abajo. El pistón de desplazamiento sube y, por lo tanto, el aire enfriado se desplaza hacia el fondo. El ciclo se repite así. En Stirling, el movimiento del pistón de trabajo se desplaza 90 ° con respecto al pistón del propulsor.
Foto de Stirling de una lata.
Con el tiempo, aparecieron muchos "Stirlings" de diferentes diseños, enunciados en el alfabeto griego: alfa, beta, gamma, que tienen diferencias en el ciclo de trabajo. Las diferencias principales entre ellos son pequeñas y se reducen a la ubicación de los cilindros y los tamaños de los pistones.
Motor Stirling con alternador lineal.
Alpha Stirling tiene dos pistones de potencia separados en diferentes cilindros: frío y caliente. El cilindro del pistón caliente está en un intercambiador de calor que tiene una temperatura más alta, y el cilindro del pistón frío está, respectivamente, en uno más frío. El regenerador (es decir, el intercambiador de calor) está ubicado entre la parte caliente y la parte fría.
Beta Stirling tiene solo un cilindro, caliente desde un extremo y frío desde el otro. Dentro del cilindro se mueve el pistón (del que se extrae la potencia) y el desplazador, que cambia el volumen de su zona caliente. El gas se bombea a la parte caliente del cilindro desde la parte fría del cilindro a través de un regenerador.
Gamma Stirling también tiene un pistón y un desplazador, y dos cilindros están fríos (donde el pistón se mueve, de donde se extrae la potencia) y caliente (donde el desplazador se mueve en consecuencia). El regenerador es externo, en este caso conecta la parte caliente del segundo cilindro con la parte fría y al mismo tiempo con el primer cilindro (frío). El regenerador interno en este caso es una parte del desplazador.
Hay variaciones del motor Stirling que no se incluyen en estos tres tipos clásicos: por ejemplo, un motor rotativo Stirling, en el que se resuelven los problemas de apriete y no hay mecanismo de manivela, ya que es rotativo.
¿Cuáles son los buenos Stirling y qué son malos? En primer lugar, son omnívoros y pueden usar cualquier diferencia de temperatura, incluso entre capas diferentes de agua en el océano. La combustión en ellos es permanente, lo que resulta en una combustión eficiente del combustible, lo que significa que es más respetuoso con el medio ambiente. Además, no tiene escape. Menos ruido - no hay "explosiones" en los cilindros. Menos vibración, por ejemplo, en beta-stirling. El cuerpo de trabajo no es consumido por stirling. El diseño del motor es extremadamente simple, no requiere mecanismos de distribución de gas. No se necesita el motor de arranque, así como la caja de cambios.
La simplicidad y la ausencia de una serie de nodos "suaves" proporcionan un rendimiento sin precedentes de "Stirling" para todos los demás motores de decenas y cientos de miles de horas de trabajo regular.
Submarino sueco "Gotland".
Stirling muy económico. Por lo tanto, la conversión de energía solar en electricidad mediante stirling produce una mayor eficiencia (hasta 31,25%) que los motores térmicos que operan en un par. Para hacer esto, "Stirling" se fija en el foco de un espejo parabólico, que "mira" al sol para que su cilindro se caliente constantemente. Fue en una instalación de este tipo en California que el resultado mencionado anteriormente se obtuvo en 2008, y ahora se está construyendo una gran estación solar allí. Puede adjuntarlos a la carcasa del alto horno y luego la fundición continua de hierro fundido nos dará mucha energía barata porque ahora se desperdicia este calor.
La desventaja del stirling, en general, es una. Puede sobrecalentarse y luego fallará inmediatamente. Además, para lograr una alta eficiencia en el cilindro debe ser un gas a muy alta presión. Hidrógeno o helio. Y esta es la precisión excepcional de instalar todas sus unidades de trabajo y lubricante especial para altas temperaturas. Bueno, las dimensiones ... la cámara de combustión ICE no es necesaria. Stirling sin que no se puede! ¡Y este es un sistema extra de volumen y aislamiento y refrigeración!
"Litter" - un submarino japonés con motores Stirling.
Sin embargo, es probable que un cambio de prioridades abra paso a los motores Stirling. Si la atención se centra en el respeto al medio ambiente, entonces será posible despedirnos de ICE de una vez por todas. Además, tienen grandes esperanzas en la creación de prometedoras plantas de energía solar. Ya se están utilizando como generadores autónomos para turistas. Y algunas compañías han establecido la producción de Stirlings, que opera desde una estufa de horno de gas convencional. La NASA también está considerando opciones para generadores de energía "basados en stirling" impulsados por fuentes de calor nucleares y de radioisótopos. En particular, se planea utilizar un stirling de este tipo, junto con un generador eléctrico, en la expedición espacial de la NASA a Titán.
"Litter" - el diseño.
Curiosamente, si arranca el motor Stirling en modo inverso, es decir, si gira el volante de otro motor, funcionará como una máquina de refrigeración (ciclo inverso de Stirling), y estas máquinas resultaron ser muy efectivas para producir gases licuados.
Bueno, ahora, dado que el sitio es militar, notamos que los Stirlings se probaron en submarinos suecos en el 60 del siglo pasado. Y luego, en 1988, los Stirlings se convirtieron en el motor principal del submarino tipo Nakken. Con ellos, estuvo navegando bajo el agua por más de 10 000 por horas. Los submarinos del tipo Gotland de tipo Nakken, que se convirtieron en los primeros submarinos equipados con motores Stirling, les permitieron estar bajo el agua hasta el día de 20. Hoy en día, todos los submarinos de la Armada sueca tienen motores stirling, y los constructores navales suecos han desarrollado la tecnología original para instalar dichos motores en submarinos convencionales, sumergiendo un compartimiento adicional con un nuevo sistema de propulsión en ellos. Trabajan con oxígeno líquido, que luego se utiliza en la embarcación para respirar, y se observa que tienen un nivel de ruido muy bajo. Bueno, las desventajas mencionadas anteriormente (las dimensiones y el problema del enfriamiento) en una nave de guerra submarina no son significativas. Un ejemplo de los suecos pareció que los japoneses prestaron atención, y ahora los Stirlings se paran en submarinos japoneses del tipo "Soryu". Estos motores se consideran hoy en día como los motores de modo único más prometedores para los submarinos de la generación 5.
Y así es como se ve el estudiante Stirling de la Universidad Estatal de Penza Nikolai Shevelyov.
Bueno, ahora un poco sobre lo que tenemos ... "mala juventud". Vengo a 1 en septiembre para estudiantes: futuros ingenieros de motores, les hago preguntas tradicionales, lo que leen (¡prácticamente nada!), Lo que les gusta (con esta posición un poco mejor, pero sobre todo las piernas, ¡no la cabeza!), Qué revistas técnicas Conocidos son "Técnico joven", "Diseñador de modelos", "Ciencia y tecnología", "Mecánica popular" ... (¡ninguno!), Y aquí un estudiante me dice que está interesado en los motores. Uno de 20, ¡pero esto ya es algo! Y luego me dice que hizo el motor Stirling. Sé cómo hacer un motor así con una lata común, pero resultó que hizo algo mucho más espectacular. Yo digo: "¡Tráelo!" - y él lo trajo. "¡Describe cómo lo hice!", Y él lo describió, y me gustó tanto su "ensayo" que lo traigo aquí sin cambios ni abreviaturas.
Empezando - "caos creativo".
“Siempre me ha gustado la técnica, pero sobre todo los motores. Con gran interés, cuidando, reparando y personalizando. Cuando supe del motor Stirling, me fascinó, como ningún otro motor. El mundo de Stirling es tan diverso y grande que es simplemente imposible describir todas las opciones posibles para su ejecución. Ningún otro motor dará tal variedad en términos de diseño, y lo más importante, la oportunidad de hacerlo usted mismo.
Hubo ideas para hacer un modelo del motor a partir de una lata y otros medios improvisados, pero no está en mis reglas hacer "cómo llegó y qué obtuvo". Por lo tanto, decidí abordar seriamente la implementación de esta tarea, para comenzar a prepararme teóricamente. Estudió la literatura en Internet, pero la búsqueda no produjo el resultado deseado: artículos de revisión y videos, la falta de dibujos de modelos de este motor. Los modelos terminados se vendieron a un precio demasiado alto. Además, un gran deseo de hacer todo por sí mismo, de comprender el principio de acción, de depurar y realizar pruebas, de obtener un trabajo útil de este motor e incluso intentar encontrar una aplicación para ello en la economía.
“¡Volviendo a los asuntos!” (Un estudiante inteligente, filmó todo el proceso de trabajo para la memoria. Presenta, ciudadanos, películas y fotos que confirman ... ¡y aquí están!)
Pregunté por los foros y compartí conmigo la literatura. Este fue el libro "Stirling Engines" (Autores: G.Rider y C. Hooper). Se refleja todo historia este tipo de construcción de motores, por qué se detuvo el rápido desarrollo y dónde se siguen utilizando estos motores. Del libro aprendí con más detalle todos los procesos que ocurren en el motor, encontré respuestas a preguntas interesantes. Era interesante leer, pero quería practicar. Por supuesto, no había dibujos para los modelos de garaje, así como en Internet, bueno, por supuesto, excepto para el modelo de una lata y goma espuma.
Para mi felicidad, la persona que estaba vendiendo los modelos de Stirling estableció un curso para hacer tales modelos, lo configuró en ese momento por 20 $, le escribí y pagué por el curso. Después de revisar todos los videos, en cada uno de los cuales explicó algún tipo particular de Stirling, decidí hacer exactamente el tipo de gamma stirling de alta temperatura. Desde que él estaba interesado en mí con su diseño, características y apariencia. Del curso de video, aprendí la proporción aproximada de diámetro del cilindro, diámetros de pistón, cuáles deberían ser los huecos, la rugosidad, qué materiales usar en la fabricación, algunos matices de la construcción. Pero en ninguna parte estaba el tamaño de los motores del autor, solo aproximadamente la proporción de los tamaños de los nodos.
Yo mismo vivo en el pueblo, se puede decir en los suburbios, mi madre es contadora y mi padre es un carpintero, por lo que no fue apropiado acudir a ellos para pedirles consejos sobre cómo construir un motor. Y me dirigí a mi vecino, Gennady Valentinovich, en busca de ayuda, trabajó en la fábrica de KZTM en Kuznetsk, que ahora se está derrumbando. Para él, este trabajo parecía bastante inusual, me escuchó atentamente, miró mis bocetos y corrigió algo.
En general, al día siguiente, Gennady Valentinovich me trajo una pieza de aluminio con una longitud de aproximadamente 1 my un diámetro de aproximadamente 50 mm. Estaba muy feliz, corté las piezas que necesitaba y, al día siguiente, fui a la escuela para tratar de moler el calentador y el refrigerador de mi motor de combustión interna. Me afilé en un torno educativo (en el que trabajaba el abuelo Lenin).
Por supuesto, no había precisión allí, la parte externa del calentador resultó ser bastante buena, pero la parte cilíndrica debajo del pistón estaba en un cono. Trudovik me explicó que la herramienta aburrida se dobla, porque la máquina para tales cosas es bastante pequeña y débil. Surgió la pregunta de qué hacer a continuación ... Fue una suerte que mi madre en ese momento trabajara como contadora en una empresa privada, que era un ex Avtomobilzavod. Valery Aleksandrovich (el director de esta planta) resultó ser una persona maravillosa y me ayudó mucho. Ya contaba con una máquina soviética profesional y Turner que me ayudó. Fue más divertido, y literalmente una semana después, casi todo estaba listo, comenzó el ensamblaje del motor. Hubo momentos interesantes en la construcción, por ejemplo: el eje, sobre el cual se presionó el volante, fue entregado al taller de mecánica de precisión en otra planta (para obtener la precisión necesaria para los rodamientos); el refrigerador se afiló en un torno, y los lugares para las fijaciones fueron hechos por una fresadora, el volante fue molido en una muela. Para mi fue muy interesante y emocionante. Los trabajadores de la fábrica pensaron que yo era un estudiante y estaba escribiendo algún tipo de trabajo científico. Estuve sentado en la fábrica hasta tarde en la noche, y me llevaron a casa en el auto oficial de Valery Aleksandrovich. El arranque del motor tuvo lugar en un gran entorno de trabajadores de la fábrica, todo fue muy interesante. El lanzamiento fue un éxito, pero el motor funcionó mal.
El resultado es coronado! El ángulo del soporte quemado durante la prueba.
Los inconvenientes se revelaron, las bisagras de plástico se reemplazaron con fluoroplásticos, el volante se aligeró y se equilibró, el pistón recibió un accesorio de fluoroplástico para una menor transferencia de calor y el refrigerador se convirtió en un área de enfriamiento más grande. Después de realizar un ajuste fino, el motor ha mejorado significativamente su rendimiento técnico.
Yo mismo estaba encantado. Al llegar a mi casa, los amigos, en primer lugar, se lo acercan, están interesados, piden huir. "Gennady Valentinovich manejó para mostrar el esfuerzo por su trabajo, todos estaban muy interesados, ni siquiera tenían que llamar a alguien, todos venían, miraban, estaban interesados".
El nombre del joven es Nikolai Shevelev, y él es el jefe del grupo. Lo llevé al decano, y los tres hablamos muy bien juntos. Y luego recordé las estadísticas de que para que la humanidad avance por el camino del progreso científico y tecnológico, todo el 2% de la población del planeta es suficiente. Conté el número total de estudiantes y me di cuenta de que ... no hay que preocuparse. ¡Con Nikolai, el progreso nos será asegurado de todos modos!
Robert Stirling.
En 1843, su hijo, James Stirling, usó el motor de su padre en una fábrica donde trabajó como ingeniero. Bueno, ya en 1938, se crearon Stirlings con potencia hasta 200 hp. y eficiencia igual al 30 por ciento.
El principio de funcionamiento de este motor es alternar el calentamiento y enfriamiento del fluido de trabajo en un cilindro completamente cerrado. Por lo general, el medio de trabajo es aire, pero se puede usar hidrógeno, helio, así como freones, dióxido de nitrógeno, propano-butano licuado e incluso agua. Además, permanece líquido durante todo el ciclo termodinámico. Es decir, el diseño del motor es extremadamente simple y utiliza una propiedad bien conocida de los gases: de la calefacción, su volumen aumenta y de la refrigeración disminuye.
Uno de los muchos caseros de Stirling.
En el motor Stirling se usa ... "Ciclo Stirling", que en su eficiencia termodinámica no solo es peor que el ciclo Carnot, sino que también tiene algunas ventajas. En cualquier caso, es el "ciclo de Stirling" el que le permite obtener un motor que funciona con una lata común, en solo un par de horas.
Dispositivo Beta Stirling.
El ciclo de Stirling incluye cuatro fases principales y dos fases de transición: calentamiento, expansión, transición a una fuente de frío, enfriamiento, compresión y una transición a una fuente de calor. Bueno, conseguimos un trabajo útil en el proceso de expandir el volumen de gas caliente.
Fase 1.
Fase 2.
Fase 3.
Fase 4.
El ciclo de trabajo del tipo beta del motor Stirling: a - pistón de desplazamiento; b - pistón de trabajo; c - volante de inercia; d - fuego (zona de calentamiento); e - Aletas de enfriamiento (área de enfriamiento).
Funciona así: hay dos cilindros y dos pistones. Una fuente externa de calor (y pueden incluso quemar leña, incluso un quemador de gas, incluso la luz solar) eleva la temperatura del gas en la parte inferior del cilindro de intercambio de calor. Hay una presión, que empuja el pistón de trabajo hacia arriba, y el pistón de desplazamiento se ajusta holgadamente contra las paredes del cilindro. Además, el volante, desplazándose, lo empuja hacia abajo.
Esquema stirling de la lata.
Al mismo tiempo, el aire caliente de la parte inferior del cilindro entra en la cámara de enfriamiento. En la cámara de trabajo, se enfría y se comprime, y luego el pistón de trabajo se precipita hacia abajo. El pistón de desplazamiento sube y, por lo tanto, el aire enfriado se desplaza hacia el fondo. El ciclo se repite así. En Stirling, el movimiento del pistón de trabajo se desplaza 90 ° con respecto al pistón del propulsor.
Foto de Stirling de una lata.
Con el tiempo, aparecieron muchos "Stirlings" de diferentes diseños, enunciados en el alfabeto griego: alfa, beta, gamma, que tienen diferencias en el ciclo de trabajo. Las diferencias principales entre ellos son pequeñas y se reducen a la ubicación de los cilindros y los tamaños de los pistones.
Motor Stirling con alternador lineal.
Alpha Stirling tiene dos pistones de potencia separados en diferentes cilindros: frío y caliente. El cilindro del pistón caliente está en un intercambiador de calor que tiene una temperatura más alta, y el cilindro del pistón frío está, respectivamente, en uno más frío. El regenerador (es decir, el intercambiador de calor) está ubicado entre la parte caliente y la parte fría.
Beta Stirling tiene solo un cilindro, caliente desde un extremo y frío desde el otro. Dentro del cilindro se mueve el pistón (del que se extrae la potencia) y el desplazador, que cambia el volumen de su zona caliente. El gas se bombea a la parte caliente del cilindro desde la parte fría del cilindro a través de un regenerador.
Gamma Stirling también tiene un pistón y un desplazador, y dos cilindros están fríos (donde el pistón se mueve, de donde se extrae la potencia) y caliente (donde el desplazador se mueve en consecuencia). El regenerador es externo, en este caso conecta la parte caliente del segundo cilindro con la parte fría y al mismo tiempo con el primer cilindro (frío). El regenerador interno en este caso es una parte del desplazador.
Hay variaciones del motor Stirling que no se incluyen en estos tres tipos clásicos: por ejemplo, un motor rotativo Stirling, en el que se resuelven los problemas de apriete y no hay mecanismo de manivela, ya que es rotativo.
¿Cuáles son los buenos Stirling y qué son malos? En primer lugar, son omnívoros y pueden usar cualquier diferencia de temperatura, incluso entre capas diferentes de agua en el océano. La combustión en ellos es permanente, lo que resulta en una combustión eficiente del combustible, lo que significa que es más respetuoso con el medio ambiente. Además, no tiene escape. Menos ruido - no hay "explosiones" en los cilindros. Menos vibración, por ejemplo, en beta-stirling. El cuerpo de trabajo no es consumido por stirling. El diseño del motor es extremadamente simple, no requiere mecanismos de distribución de gas. No se necesita el motor de arranque, así como la caja de cambios.
La simplicidad y la ausencia de una serie de nodos "suaves" proporcionan un rendimiento sin precedentes de "Stirling" para todos los demás motores de decenas y cientos de miles de horas de trabajo regular.
Submarino sueco "Gotland".
Stirling muy económico. Por lo tanto, la conversión de energía solar en electricidad mediante stirling produce una mayor eficiencia (hasta 31,25%) que los motores térmicos que operan en un par. Para hacer esto, "Stirling" se fija en el foco de un espejo parabólico, que "mira" al sol para que su cilindro se caliente constantemente. Fue en una instalación de este tipo en California que el resultado mencionado anteriormente se obtuvo en 2008, y ahora se está construyendo una gran estación solar allí. Puede adjuntarlos a la carcasa del alto horno y luego la fundición continua de hierro fundido nos dará mucha energía barata porque ahora se desperdicia este calor.
La desventaja del stirling, en general, es una. Puede sobrecalentarse y luego fallará inmediatamente. Además, para lograr una alta eficiencia en el cilindro debe ser un gas a muy alta presión. Hidrógeno o helio. Y esta es la precisión excepcional de instalar todas sus unidades de trabajo y lubricante especial para altas temperaturas. Bueno, las dimensiones ... la cámara de combustión ICE no es necesaria. Stirling sin que no se puede! ¡Y este es un sistema extra de volumen y aislamiento y refrigeración!
"Litter" - un submarino japonés con motores Stirling.
Sin embargo, es probable que un cambio de prioridades abra paso a los motores Stirling. Si la atención se centra en el respeto al medio ambiente, entonces será posible despedirnos de ICE de una vez por todas. Además, tienen grandes esperanzas en la creación de prometedoras plantas de energía solar. Ya se están utilizando como generadores autónomos para turistas. Y algunas compañías han establecido la producción de Stirlings, que opera desde una estufa de horno de gas convencional. La NASA también está considerando opciones para generadores de energía "basados en stirling" impulsados por fuentes de calor nucleares y de radioisótopos. En particular, se planea utilizar un stirling de este tipo, junto con un generador eléctrico, en la expedición espacial de la NASA a Titán.
"Litter" - el diseño.
Curiosamente, si arranca el motor Stirling en modo inverso, es decir, si gira el volante de otro motor, funcionará como una máquina de refrigeración (ciclo inverso de Stirling), y estas máquinas resultaron ser muy efectivas para producir gases licuados.
Bueno, ahora, dado que el sitio es militar, notamos que los Stirlings se probaron en submarinos suecos en el 60 del siglo pasado. Y luego, en 1988, los Stirlings se convirtieron en el motor principal del submarino tipo Nakken. Con ellos, estuvo navegando bajo el agua por más de 10 000 por horas. Los submarinos del tipo Gotland de tipo Nakken, que se convirtieron en los primeros submarinos equipados con motores Stirling, les permitieron estar bajo el agua hasta el día de 20. Hoy en día, todos los submarinos de la Armada sueca tienen motores stirling, y los constructores navales suecos han desarrollado la tecnología original para instalar dichos motores en submarinos convencionales, sumergiendo un compartimiento adicional con un nuevo sistema de propulsión en ellos. Trabajan con oxígeno líquido, que luego se utiliza en la embarcación para respirar, y se observa que tienen un nivel de ruido muy bajo. Bueno, las desventajas mencionadas anteriormente (las dimensiones y el problema del enfriamiento) en una nave de guerra submarina no son significativas. Un ejemplo de los suecos pareció que los japoneses prestaron atención, y ahora los Stirlings se paran en submarinos japoneses del tipo "Soryu". Estos motores se consideran hoy en día como los motores de modo único más prometedores para los submarinos de la generación 5.
Y así es como se ve el estudiante Stirling de la Universidad Estatal de Penza Nikolai Shevelyov.
Bueno, ahora un poco sobre lo que tenemos ... "mala juventud". Vengo a 1 en septiembre para estudiantes: futuros ingenieros de motores, les hago preguntas tradicionales, lo que leen (¡prácticamente nada!), Lo que les gusta (con esta posición un poco mejor, pero sobre todo las piernas, ¡no la cabeza!), Qué revistas técnicas Conocidos son "Técnico joven", "Diseñador de modelos", "Ciencia y tecnología", "Mecánica popular" ... (¡ninguno!), Y aquí un estudiante me dice que está interesado en los motores. Uno de 20, ¡pero esto ya es algo! Y luego me dice que hizo el motor Stirling. Sé cómo hacer un motor así con una lata común, pero resultó que hizo algo mucho más espectacular. Yo digo: "¡Tráelo!" - y él lo trajo. "¡Describe cómo lo hice!", Y él lo describió, y me gustó tanto su "ensayo" que lo traigo aquí sin cambios ni abreviaturas.
Empezando - "caos creativo".
“Siempre me ha gustado la técnica, pero sobre todo los motores. Con gran interés, cuidando, reparando y personalizando. Cuando supe del motor Stirling, me fascinó, como ningún otro motor. El mundo de Stirling es tan diverso y grande que es simplemente imposible describir todas las opciones posibles para su ejecución. Ningún otro motor dará tal variedad en términos de diseño, y lo más importante, la oportunidad de hacerlo usted mismo.
Hubo ideas para hacer un modelo del motor a partir de una lata y otros medios improvisados, pero no está en mis reglas hacer "cómo llegó y qué obtuvo". Por lo tanto, decidí abordar seriamente la implementación de esta tarea, para comenzar a prepararme teóricamente. Estudió la literatura en Internet, pero la búsqueda no produjo el resultado deseado: artículos de revisión y videos, la falta de dibujos de modelos de este motor. Los modelos terminados se vendieron a un precio demasiado alto. Además, un gran deseo de hacer todo por sí mismo, de comprender el principio de acción, de depurar y realizar pruebas, de obtener un trabajo útil de este motor e incluso intentar encontrar una aplicación para ello en la economía.
“¡Volviendo a los asuntos!” (Un estudiante inteligente, filmó todo el proceso de trabajo para la memoria. Presenta, ciudadanos, películas y fotos que confirman ... ¡y aquí están!)
Pregunté por los foros y compartí conmigo la literatura. Este fue el libro "Stirling Engines" (Autores: G.Rider y C. Hooper). Se refleja todo historia este tipo de construcción de motores, por qué se detuvo el rápido desarrollo y dónde se siguen utilizando estos motores. Del libro aprendí con más detalle todos los procesos que ocurren en el motor, encontré respuestas a preguntas interesantes. Era interesante leer, pero quería practicar. Por supuesto, no había dibujos para los modelos de garaje, así como en Internet, bueno, por supuesto, excepto para el modelo de una lata y goma espuma.
Para mi felicidad, la persona que estaba vendiendo los modelos de Stirling estableció un curso para hacer tales modelos, lo configuró en ese momento por 20 $, le escribí y pagué por el curso. Después de revisar todos los videos, en cada uno de los cuales explicó algún tipo particular de Stirling, decidí hacer exactamente el tipo de gamma stirling de alta temperatura. Desde que él estaba interesado en mí con su diseño, características y apariencia. Del curso de video, aprendí la proporción aproximada de diámetro del cilindro, diámetros de pistón, cuáles deberían ser los huecos, la rugosidad, qué materiales usar en la fabricación, algunos matices de la construcción. Pero en ninguna parte estaba el tamaño de los motores del autor, solo aproximadamente la proporción de los tamaños de los nodos.
Yo mismo vivo en el pueblo, se puede decir en los suburbios, mi madre es contadora y mi padre es un carpintero, por lo que no fue apropiado acudir a ellos para pedirles consejos sobre cómo construir un motor. Y me dirigí a mi vecino, Gennady Valentinovich, en busca de ayuda, trabajó en la fábrica de KZTM en Kuznetsk, que ahora se está derrumbando. Para él, este trabajo parecía bastante inusual, me escuchó atentamente, miró mis bocetos y corrigió algo.
En general, al día siguiente, Gennady Valentinovich me trajo una pieza de aluminio con una longitud de aproximadamente 1 my un diámetro de aproximadamente 50 mm. Estaba muy feliz, corté las piezas que necesitaba y, al día siguiente, fui a la escuela para tratar de moler el calentador y el refrigerador de mi motor de combustión interna. Me afilé en un torno educativo (en el que trabajaba el abuelo Lenin).
Por supuesto, no había precisión allí, la parte externa del calentador resultó ser bastante buena, pero la parte cilíndrica debajo del pistón estaba en un cono. Trudovik me explicó que la herramienta aburrida se dobla, porque la máquina para tales cosas es bastante pequeña y débil. Surgió la pregunta de qué hacer a continuación ... Fue una suerte que mi madre en ese momento trabajara como contadora en una empresa privada, que era un ex Avtomobilzavod. Valery Aleksandrovich (el director de esta planta) resultó ser una persona maravillosa y me ayudó mucho. Ya contaba con una máquina soviética profesional y Turner que me ayudó. Fue más divertido, y literalmente una semana después, casi todo estaba listo, comenzó el ensamblaje del motor. Hubo momentos interesantes en la construcción, por ejemplo: el eje, sobre el cual se presionó el volante, fue entregado al taller de mecánica de precisión en otra planta (para obtener la precisión necesaria para los rodamientos); el refrigerador se afiló en un torno, y los lugares para las fijaciones fueron hechos por una fresadora, el volante fue molido en una muela. Para mi fue muy interesante y emocionante. Los trabajadores de la fábrica pensaron que yo era un estudiante y estaba escribiendo algún tipo de trabajo científico. Estuve sentado en la fábrica hasta tarde en la noche, y me llevaron a casa en el auto oficial de Valery Aleksandrovich. El arranque del motor tuvo lugar en un gran entorno de trabajadores de la fábrica, todo fue muy interesante. El lanzamiento fue un éxito, pero el motor funcionó mal.
El resultado es coronado! El ángulo del soporte quemado durante la prueba.
Los inconvenientes se revelaron, las bisagras de plástico se reemplazaron con fluoroplásticos, el volante se aligeró y se equilibró, el pistón recibió un accesorio de fluoroplástico para una menor transferencia de calor y el refrigerador se convirtió en un área de enfriamiento más grande. Después de realizar un ajuste fino, el motor ha mejorado significativamente su rendimiento técnico.
Yo mismo estaba encantado. Al llegar a mi casa, los amigos, en primer lugar, se lo acercan, están interesados, piden huir. "Gennady Valentinovich manejó para mostrar el esfuerzo por su trabajo, todos estaban muy interesados, ni siquiera tenían que llamar a alguien, todos venían, miraban, estaban interesados".
El nombre del joven es Nikolai Shevelev, y él es el jefe del grupo. Lo llevé al decano, y los tres hablamos muy bien juntos. Y luego recordé las estadísticas de que para que la humanidad avance por el camino del progreso científico y tecnológico, todo el 2% de la población del planeta es suficiente. Conté el número total de estudiantes y me di cuenta de que ... no hay que preocuparse. ¡Con Nikolai, el progreso nos será asegurado de todos modos!
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