熱氣機(jī)的結(jié)構(gòu)原理
熱氣機(jī)是一種外燃的、閉式輪回往復(fù)活塞式熱力發(fā)念頭。因它是1816年蘇格蘭的斯特林所發(fā)現(xiàn)，故又稱斯特林發(fā)念頭 熱氣機(jī)可用氫、氮、氦或空氣等作為工質(zhì)，按斯特林輪回工作。在熱氣機(jī)封閉的氣缸內(nèi)充有必然容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中緊縮，然后流到高溫?zé)崆恢忻艚菁訜幔蛎涀鞴θ剂显跉飧淄獾娜紵覂?nèi)連續(xù)燃燒，通過(guò)加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接介入燃燒，也不更換 已設(shè)計(jì)制造的熱氣機(jī)有多種結(jié)構(gòu)，可利用各種能源，已在航天、陸上、水上和水劣等各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行利用。試驗(yàn)熱氣機(jī)的功率傳遞機(jī)構(gòu)分為曲柄連桿傳動(dòng)、菱形傳動(dòng)、斜盤或擺盤傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和自由活塞傳動(dòng)等 按缸內(nèi)輪回的構(gòu)成情勢(shì)分。
熱氣機(jī)首要有配氣活塞式和雙作用式兩類。在一個(gè)氣缸內(nèi)有兩個(gè)活塞作規(guī)律的相對(duì)活動(dòng)，冷腔與熱腔之間用冷卻器、回?zé)崞骱图訜崞鬟B接，配氣活塞推開(kāi)工質(zhì)在冷熱腔之間往返流動(dòng) 熱力輪回可以分為定溫緊縮過(guò)程、定容回?zé)徇^(guò)程、定溫膨脹過(guò)程、定容儲(chǔ)熱過(guò)程四個(gè)過(guò)程 定溫緊縮過(guò)程中，配氣活塞停留在上止點(diǎn)附近，動(dòng)力活塞從它的下止點(diǎn)向上緊縮工質(zhì)，工質(zhì)流經(jīng)冷卻器時(shí)將緊縮產(chǎn)生的熱量散失落。當(dāng)動(dòng)力活塞達(dá)到它的上止點(diǎn)時(shí)，緊縮過(guò)程結(jié)束 定容回?zé)徇^(guò)程時(shí)，動(dòng)力活塞仍停留在它的上止點(diǎn)附近，配氣活塞下行，迫使冷腔內(nèi)的工質(zhì)經(jīng)回?zé)崞髁魅肱錃饣钊戏降臒崆�，低溫工質(zhì)流經(jīng)回?zé)崞鲿r(shí)接收熱量。
使溫度升高 定溫膨脹過(guò)程時(shí)，配氣活塞繼續(xù)下行，工質(zhì)經(jīng)加熱器加熱，在熱腔中膨脹，推動(dòng)動(dòng)力活塞向下并對(duì)外作功 定容儲(chǔ)熱過(guò)程時(shí)，動(dòng)力活塞連結(jié)鄙人止點(diǎn)附近，配氣活塞上行，工質(zhì)從熱腔經(jīng)回?zé)崞鞣祷乩淝�，回�(zé)崞鹘邮展べ|(zhì)的熱量，工質(zhì)溫度降落至冷腔溫度。在理論上，定容儲(chǔ)熱量等于回?zé)崃�，其輪回效力等于卡諾輪回效力。兩個(gè)活塞的活動(dòng)規(guī)律是由菱形傳念頭構(gòu)來(lái)包管的 每個(gè)氣缸內(nèi)只有一個(gè)活塞，兼起配氣活塞和動(dòng)力活塞的作用。各缸的上部為熱腔，下部為冷腔。各熱腔經(jīng)加熱器、回?zé)崞骱屠鋮s器與鄰缸的下部冷腔連接，構(gòu)成一個(gè)動(dòng)力單位 熱氣機(jī)的首要長(zhǎng)處是能用各種能源，不管是液態(tài)的、氣態(tài)的或固態(tài)的燃料。
當(dāng)采取載熱系統(tǒng)(如熱管間接加熱時(shí)，幾乎可以使用任何高溫?zé)嵩?太陽(yáng)能放射性同位素和核反應(yīng)等，而發(fā)念頭本身(除加熱器外不需要作任何更改 熱氣機(jī)實(shí)際輪回效力較高，已接近柴油機(jī)，排氣中有害成分較少，噪聲較低。因燃料是在較多的過(guò)量空氣下連續(xù)燃燒的，熱氣機(jī)無(wú)需氣門機(jī)構(gòu)，無(wú)爆炸燃燒，運(yùn)行平穩(wěn)振動(dòng)小。熱氣機(jī)在很寬的速度規(guī)模內(nèi)具有良好的扭矩特性，適于車輛使用，曲軸每轉(zhuǎn)的扭矩不均勻度小，潤(rùn)滑油耗損量也少 熱氣機(jī)尚存在的首要問(wèn)題和缺點(diǎn)是制造本錢較高，工質(zhì)密封技術(shù)較難，密封件的可靠性和壽命還存在問(wèn)題，功率調(diào)度控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機(jī)器較為粗笨 熱氣機(jī)的將來(lái)成長(zhǎng)將更多的利用新材料(如陶瓷和新工藝。
以降低造價(jià)；對(duì)實(shí)際輪回進(jìn)行理論研究，完善結(jié)構(gòu)，提高機(jī)能指標(biāo)；在利用方面，正年夜力研究汽車用的年夜功率燃煤熱氣機(jī)、太陽(yáng)能熱氣機(jī)和特種用處熱氣機(jī)等。
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