В Китае испытали самый мощный двигатель Стирлинга, он выдал 102 кВт мощности
Двигатель Стирлинга — тепловой двигатель, который работает на основе циклического сжатия и расширения газа, обычно воздуха. Он отличается от других типов тепловых двигателей тем, что тепло подводится к рабочему телу извне, а не в результате сгорания топлива внутри цилиндра. Это делает двигатель Стирлинга более экологичным, эффективным и надежным, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.
Двигатель был изобретен в 1816 году шотландским священником и изобретателем Робертом Стирлингом. Он хотел создать безопасную альтернативу паровым машинам, которые часто взрывались из-за перегрева. Однако двигатель Стирлинга не получил широкого распространения из-за низкой мощности, сложности конструкции и высокой стоимости. Только в середине XX века двигатель Стирлинга стал привлекать внимание ученых и инженеров, которые искали новые источники энергии для космических, подводных и других специальных приложений.
В настоящее время двигатель Стирлинга используется в различных областях, таких как солнечная энергетика, тепловые насосы, холодильники, генераторы, автомобили и даже игрушки. Однако одним из основных недостатков двигателя Стирлинга является его низкая мощность по сравнению с другими типами двигателей. Самый мощный двигатель Стирлинга до недавнего времени имел мощность около 25 кВт и был разработан в 1986 году американской компанией Sunpower для НАСА.
Но в октябре 2023 года китайские ученые и инженеры объявили о создании самого мощного в мире двигателя Стирлинга, который выдал революционную мощность в 102 кВт при температуре источника тепла 530°C. Это в четыре раза больше, чем предыдущий рекорд.
Двигатель Стирлинга может иметь различные конфигурации, в зависимости от расположения поршней и цилиндров. Самые распространённые типы двигателей Стирлинга — это α-, β- и γ-конфигурации. В α-конфигурации два поршня расположены в разных цилиндрах и соединены между собой трубкой с регенератором. В β-конфигурации поршни расположены в одном цилиндре, но с разной фазой движения. В γ-конфигурации поршни расположены в разных цилиндрах, но один из них связан с другим через кривошипно-шатунный механизм.
Двигатель, созданный китайцами, относится к типу термоакустического генератора Стирлинга (TAGS), который использует звуковые волны для передачи тепла и энергии между горячим и холодным источниками. Термоакустический генератор имеет простую и компактную конструкцию, не требует подвижных деталей и может работать с различными видами топлива, включая солнечное излучение, биомассу, газ и даже ядерный распад.
Двигатель, разработанный китайской корпорацией по судостроению (CSSC), имеет длину 2 м и максимальный диаметр 0,63 м. Он состоит из двух цилиндров, соединенных трубкой, в которой находится рабочий газ — гелий. В одном цилиндре расположен горячий теплообменник, который нагревает газ до высокой температуры, в другом — холодный теплообменник, который охлаждает газ до низкой температуры. В результате возникает звуковая волна, которая колеблется между двумя цилиндрами и создает давление на газ. Это давление приводит в движение линейный генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую.
Прототип двигателя был успешно испытан в лаборатории CSSC в Шанхае. Он показал высокую эффективность, низкий уровень шума и вибрации, а также долговечность. Китайские специалисты планируют использовать этот двигатель для различных целей, в том числе для судов, подводных аппаратов, солнечных электростанций и автономных источников энергии.
Двигатель был изобретен в 1816 году шотландским священником и изобретателем Робертом Стирлингом. Он хотел создать безопасную альтернативу паровым машинам, которые часто взрывались из-за перегрева. Однако двигатель Стирлинга не получил широкого распространения из-за низкой мощности, сложности конструкции и высокой стоимости. Только в середине XX века двигатель Стирлинга стал привлекать внимание ученых и инженеров, которые искали новые источники энергии для космических, подводных и других специальных приложений.
В настоящее время двигатель Стирлинга используется в различных областях, таких как солнечная энергетика, тепловые насосы, холодильники, генераторы, автомобили и даже игрушки. Однако одним из основных недостатков двигателя Стирлинга является его низкая мощность по сравнению с другими типами двигателей. Самый мощный двигатель Стирлинга до недавнего времени имел мощность около 25 кВт и был разработан в 1986 году американской компанией Sunpower для НАСА.
Но в октябре 2023 года китайские ученые и инженеры объявили о создании самого мощного в мире двигателя Стирлинга, который выдал революционную мощность в 102 кВт при температуре источника тепла 530°C. Это в четыре раза больше, чем предыдущий рекорд.
Двигатель Стирлинга может иметь различные конфигурации, в зависимости от расположения поршней и цилиндров. Самые распространённые типы двигателей Стирлинга — это α-, β- и γ-конфигурации. В α-конфигурации два поршня расположены в разных цилиндрах и соединены между собой трубкой с регенератором. В β-конфигурации поршни расположены в одном цилиндре, но с разной фазой движения. В γ-конфигурации поршни расположены в разных цилиндрах, но один из них связан с другим через кривошипно-шатунный механизм.
Двигатель, созданный китайцами, относится к типу термоакустического генератора Стирлинга (TAGS), который использует звуковые волны для передачи тепла и энергии между горячим и холодным источниками. Термоакустический генератор имеет простую и компактную конструкцию, не требует подвижных деталей и может работать с различными видами топлива, включая солнечное излучение, биомассу, газ и даже ядерный распад.
Двигатель, разработанный китайской корпорацией по судостроению (CSSC), имеет длину 2 м и максимальный диаметр 0,63 м. Он состоит из двух цилиндров, соединенных трубкой, в которой находится рабочий газ — гелий. В одном цилиндре расположен горячий теплообменник, который нагревает газ до высокой температуры, в другом — холодный теплообменник, который охлаждает газ до низкой температуры. В результате возникает звуковая волна, которая колеблется между двумя цилиндрами и создает давление на газ. Это давление приводит в движение линейный генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую.
Прототип двигателя был успешно испытан в лаборатории CSSC в Шанхае. Он показал высокую эффективность, низкий уровень шума и вибрации, а также долговечность. Китайские специалисты планируют использовать этот двигатель для различных целей, в том числе для судов, подводных аппаратов, солнечных электростанций и автономных источников энергии.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Кто убивает итальянских волков: зоологи были потрясены кадрами с автоматической камеры
Трагический эпизод показал, что некоторые зоологические теории придется кардинально пересмотреть. У серых хищников есть неожиданные враги...
Очередной миф Николая Карамзина полностью развеян российскими археологами
Оказалось, что Иван Грозный не убивал супругу своего младшего брата. Напротив, с княгиней Ульянией Углицкой случалась куда более таинственная и запутанная...
Самая запрещенная русская сказка: почему «Курочку Рябу» не любили ни цари, ни руководители СССР?
Чтобы эту историю можно было рассказывать советским детям, ее сюжет пришлось изменить самым радикальным образом. Но, может быть, это и к лучшему...
Американский «Чернобыль-80»: эта катастрофа едва не изменила всю историю США
Эксперты говорят: лишь счастливая случайность не позволила взорваться заряду в 600 (!) раз мощнее хиросимской бомбы...
300-летний секрет «золотых» скрипок Страдивари наконец-то разгадан?
И почему ученые в поисках тайны забрели в отдаленную долину в самом сердце Итальянских Альп?...
80 лет без Звезды Героя: почему офицер, поставивший Знамя Победы, не получил заслуженную награду при жизни?
Только указ Президента России смог исправить одну из самых вопиющих несправедливостей в советской истории...
Гениальное ДНК-«мошенничество»: ученые раскрыли секрет рыбы, которая плевать хотела на главные законы биологии
100 000 лет успешного клонирования: амазонская моллинезия просто... копирует себя. И при этом удивительно успешно ремонтируют поврежденные гены, насмехаясь над...
«Кровавая» история водопада Блад-Фоллс: почему ученые сравнивают это место с Марсом?
Эта антарктическая аномалия больше века не давала покоя исследователям, но в 2018 году завеса тайны все же приоткрылась...
Почему на Иран обрушился черный дождь и насколько он опасен?
Экологи говорят: агрессивные действия США и Израиля поставили под угрозу здоровье миллионов людей по всей планете...
Каменный топор со дна реки может переписать древнейшую историю Сибири
По словам ученых, получился отличный научный детектив: добыча золота, артефакт бронзового века, забытая цивилизация...
43 000 черепков открыли тысячелетние тайны Древнего Египта
Почему глиняная библиотека Атрибиса потрясла весь археологический мир?...
Главный секрет человеческого дыхания: ученые рассказали, почему мы дышим «вахтовым методом»
Эксперты предупреждают: из-за особенности организма многие люди не смогут попасть в космос. Но решение все-таки есть...