સ્ટર્લિંગ એન્જિન ઓપરેશનનું સિદ્ધાંત છે. નીચા તાપમાન સ્ટર્લિંગ એન્જિન (ફોટો)

સ્ટર્લીંગ એન્જિન, ઓપરેશનનું સિદ્ધાંત જે તમામ આઇસીઇઓ માટે સામાન્ય એન્જિનથી ગુણાત્મક રીતે અલગ છે, એકવાર તે છેલ્લી લાયક સ્પર્ધા હતી. તેમ છતાં, તેઓ તે વિશે થોડો સમય ભૂલી ગયા હતા આ મોટર કેવી રીતે આજે ઉપયોગમાં લેવાય છે, તેના ઓપરેશનનું સિદ્ધાંત શું છે (લેખમાં તમે સ્ટર્લીંગ એન્જિનના ડ્રોઇંગ પણ શોધી શકો છો, જે સ્પષ્ટપણે તેના કાર્યનું નિદર્શન કરે છે), અને ભવિષ્યના ઉપયોગની સંભાવના શું છે, નીચે વાંચો.

ઇતિહાસ

1816 માં, સ્કોટલેન્ડમાં, રોબર્ટ સ્ટર્લીંગ, એક થર્મલ મશીન પેટન્ટ કરાયું હતું , જે આજે તેના શોધકના સન્માનમાં નામ આપ્યું હતું. હોટ એરના પ્રથમ એન્જિનની શોધ પણ તે પહેલાં થઈ હતી. પરંતુ સ્ટર્લીંગે ઉપકરણમાં ક્લીનર ઉમેર્યો હતો, જે ટેક્નિકલ સાહિત્યમાં એક પુનર્જનકર્તા તરીકે ઓળખાતું હતું, અથવા હીટ એક્સ્ચેન્જર. તેના માટે આભાર, જ્યારે યુનિટ ગરમ રાખવામાં આવ્યું ત્યારે મોટરની કામગીરીમાં વધારો થયો.

એન્જિન તે સમયે ઉપલબ્ધ સૌથી ટકાઉ વરાળ એન્જિન તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું હતું, કારણ કે તે ક્યારેય વિસ્ફોટ થયો નથી. તે પહેલાં અન્ય મોટર્સમાં આવી સમસ્યા આવી રહી છે. તેની ઝડપી સફળતા હોવા છતાં, વીસમી સદીની શરૂઆતમાં તેના વિકાસને ત્યજી દેવામાં આવ્યું હતું, કારણ કે તે ઓછા આર્થિક હતા, ત્યારબાદ સરખામણીમાં તે અન્ય આંતરિક કમ્બશન એન્જિન અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ દેખાયા હતા. જોકે, કેટલાક ઉદ્યોગોમાં સ્ટર્લીંગનો ઉપયોગ ચાલુ રહ્યો હતો.

બાહ્ય કમ્બશન એન્જિન

તમામ થર્મલ મોટર્સના સંચાલનના સિદ્ધાંત એ છે કે વધુ યાંત્રિક દળોએ વિસ્તૃત રાજ્યમાં ગેસ ઉત્પન્ન કરવાની જરૂર પડે છે જ્યારે ઠંડુ કોમ્પ્રેસ કરતી વખતે. આ દ્રશ્ય પ્રદર્શન માટે, તમે ઠંડા અને ગરમ પાણીથી ભરેલા બે પોટ્સ અને એક બોટલ સાથે પ્રયોગ કરી શકો છો. બાદમાં ઠંડા પાણીમાં ઘટાડો થાય છે, એક ક્લીનર સાથે પ્લગ થયેલ છે, પછી ગરમ એકમાં તબદીલ કરવામાં આવે છે. તે જ સમયે, બોટલમાં ગેસ યાંત્રિક કામ કરવાનું શરૂ કરે છે અને કોર્કને બહાર ફેંકે છે. પ્રથમ બાહ્ય કમ્બશન એન્જિન આ પ્રક્રિયા પર સંપૂર્ણપણે આધારિત હતું. જો કે, બાદમાં શોધકને સમજાયું કે ગરમીમાંથી કેટલાક ગરમી માટે ઉપયોગમાં લઇ શકાય છે. આમ, ઉત્પાદકતા નોંધપાત્ર રીતે વધી છે પરંતુ આ પણ એન્જિન સામાન્ય બની મદદ ન હતી.

બાદમાં, એરિકન, સ્વીડનના એન્જિનિયર, વોલ્યુમની જગ્યાએ સતત દબાણમાં ગેસને ઠંડું અને ગરમી કરવાના પ્રસ્તાવને ડિઝાઇનમાં સુધારો કર્યો. પરિણામે, ખાણો, જહાજો અને પ્રિન્ટીંગ હાઉસમાં કામ કરવા માટે ઘણા નકલોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. પરંતુ ક્રૂ માટે તેઓ ખૂબ ભારે હતા.

ફિલિપ્સથી બાહ્ય કમ્બશન એન્જિન

આવા મોટર્સ નીચેના પ્રકારો છે:

• વરાળ;
• વરાળ ટર્બાઇન;
• સ્ટર્લીંગ

બાદમાં ઓછી વિશ્વસનીયતાના કારણે વિકાસ થયો ન હતો અને બાકીના અન્ય પ્રકારનાં સમુદાયોની સરખામણીમાં સૌથી વધુ પ્રભાવ નથી જે દેખાયા છે. જો કે, 1938 માં, ફિલિપ્સે તેનું કાર્ય ફરી શરૂ કર્યું. એન્જિનો બિન-ઇલેક્ટ્રિફાઇડ વિસ્તારોમાં જનરેટરના ડ્રાઈવ માટે સેવા આપવાનું શરૂ કર્યું. 1 9 45 માં, કંપનીના એન્જિનિયરોએ તેમને વિપરીત અરજી મળી: જો શાફ્ટને ઇલેક્ટ્રિક મોટર દ્વારા અનટોલ્ડ નહીં હોય, તો સિલિન્ડર હેડનું ઠંડું માઇનસ એકસો અને નેવું ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી પહોંચે છે. પછી તે નક્કી કરવામાં આવ્યું કે રેફ્રિજરેશન એકમોમાં સુધારેલ સ્ટર્લિંગ એન્જિનનો ઉપયોગ કરવો.

ઓપરેશન સિદ્ધાંત

મોટરની ક્રિયા થર્મોડાયનેમિક ચક્ર પર કામ કરે છે જેમાં વિવિધ તાપમાનમાં સંકોચન અને વિસ્તરણ થાય છે. આ કિસ્સામાં, બદલાતા વોલ્યુમ (અથવા દબાણ - મોડેલ પર આધાર રાખીને) ને કારણે કાર્યકારી પ્રવાહીનું પ્રવાહ નિયંત્રણ સમજાયું છે. આ મોટા ભાગની મશીનોનું સંચાલનનું સિદ્ધાંત છે, જે વિવિધ કાર્યો અને રચનાત્મક યોજનાઓ ધરાવે છે. આ મોટર્સ પિસ્ટન અથવા રોટરી હોઇ શકે છે. મશીનો તેમના છોડ સાથે ગરમી પંપ, રેફ્રિજરેટર્સ, દબાણ જનરેટર અને તેથી પર કામ કરે છે.

વધુમાં, ત્યાં ઓપન ચક્ર મોટર્સ છે જ્યાં વાલ્વના માધ્યમથી ફ્લો કંટ્રોલ થાય છે. તેમને સ્ટિકલિંગના નામના સામાન્ય નામ સિવાય, એરિકસનનાં એન્જિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ICE માં, હવાના પ્રારંભિક કમ્પ્રેશન પછી, ઇંધણના ઇન્જેક્શન પછી, બળતણ અને વિસ્તરણ સાથે જોડાયેલા પરિણામી મિશ્રણને ગરમ કર્યા પછી ઉપયોગી કાર્ય હાથ ધરવામાં આવે છે.

સ્ટર્લીંગ એન્જિનનું સંચાલન એ જ ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત છે: નીચા તાપમાને સંકોચન થાય છે, અને ઊંચા તાપમાને - વિસ્તરણ. પરંતુ અલગ રીતે ગરમી હાથ ધરવામાં આવે છે: ગરમીને બહારથી સિલિન્ડરની દિવાલ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. તેથી, તે બાહ્ય કમ્બશન એન્જિન તરીકે ઓળખાતું હતું. સ્ટર્લીંગે એક વિસ્થાપિત પિસ્ટન સાથે સમયાંતરે તાપમાનમાં ફેરફારનો ઉપયોગ કર્યો હતો. બાદમાં ગેસને એક સિલિન્ડર કેવિટીથી બીજામાં ખસેડવામાં આવે છે. એક તરફ, તાપમાન સતત નીચું છે, અને અન્ય પર - ઉચ્ચ. જ્યારે પિસ્ટન ઉપર તરફ આગળ વધે છે, ત્યારે ગેસ ગરમથી ઠંડા પોલાણમાં અને નીચે તરફ જાય છે - તે ગરમ એક પર પાછો આવે છે પ્રથમ, ગેસ રેફ્રિજરેટરમાં ખૂબ ગરમી આપે છે, અને ત્યાર બાદ હીટર દ્વારા તે જેટલું મળે તેટલું મળે છે. હીટર અને રેફ્રિજરેટર વચ્ચે રેજિએનેટર છે - ગેસનો ઉપયોગ ગરમીથી બંધ કરવામાં આવે છે. વિપરીત પ્રવાહ સાથે, પુનર્જનકર્તા તે પાછું આપે છે.

પ્રોપેલેન્ટ સિસ્ટમ કામ કરતી પિસ્ટન સાથે સંકળાયેલ છે જે ઠંડીમાં ગેસનું સંકોચન કરે છે અને તેને ગરમીમાં વિસ્તરણ કરવા માટે પરવાનગી આપે છે. નીચલા તાપમાનમાં સંકોચનને લીધે ઉપયોગી કાર્ય થાય છે. સમગ્ર પ્રણાલી આકસ્મિક ચળવળ સાથે ચાર ચક્રમાંથી પસાર થાય છે. ક્રેન્ક પદ્ધતિ સતત રહે છે તેથી, ચક્રના તબક્કા વચ્ચેની તીક્ષ્ણ સીમાઓ જોઇ શકાતી નથી અને સ્ટર્લીંગ એન્જિનની કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થતો નથી.

ઉપરોક્ત તમામને આપેલું, નિષ્કર્ષ સૂચવે છે કે આ એન્જિન બાહ્ય ગરમી પુરવઠો સાથે પિસ્ટન મશીન છે, જ્યાં કાર્યશીલ પ્રવાહી એ બંધ જગ્યા છોડતું નથી અને સ્થાન લીધું નથી. સ્ટર્લિંગ એન્જિનના રેખાંકનો એ ઉપકરણ અને તેનું સંચાલનના સિદ્ધાંતને સમજાવે છે.

કાર્યની વિગતો

સૂર્ય, વીજળી, પરમાણુ ઊર્જા અથવા અન્ય કોઇ ગરમી સ્રોત સ્ટર્લિંગ એન્જિનને ઊર્જા પૂરી પાડી શકે છે. તેમના શરીરના કામનો સિદ્ધાંત હિલીયમ, હાઇડ્રોજન અથવા હવાનો ઉપયોગ છે. આદર્શ ચક્રમાં થર્મલ મહત્તમ શક્ય કાર્યક્ષમતા છે, જે ત્રીસથી ચાલીસ ટકા જેટલી છે. પરંતુ એક કાર્યક્ષમ પુનર્ગઠનકર્તા સાથે તે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા સાથે કામ કરવા માટે સક્ષમ હશે. પુનર્જીવન, ગરમી અને ઠંડક તેલ વગર ઓપરેટ થતી ગરમી એક્સચેન્જો દ્વારા આપવામાં આવે છે. એ નોંધવું જોઇએ કે એન્જિનને ખૂબ ઓછી ઉંજણની જરૂર છે. સિલિન્ડરમાં સરેરાશ દબાણ સામાન્ય રીતે 10 થી 20 એમપીએ છે. તેથી, તે માટે ઉત્તમ સીલિંગ પદ્ધતિ અને કામ કરવાની છૂંદણામાં પ્રવેશતા તેલની શક્યતા છે.

તુલનાત્મક લક્ષણો

આ પ્રકારના મોટાભાગના એન્જિનમાં પ્રવાહી બળતણનો ઉપયોગ થાય છે. તે જ સમયે, સતત દબાણ નિયંત્રિત કરવાનું સરળ છે, જે ઉત્સર્જન ઘટાડવા માટે મદદ કરે છે. વાલ્વની ગેરહાજરી શાંત કામગીરી પૂરી કરે છે. ટર્બો સાથેના એન્જિન સાથે સામુહિક શક્તિ અને આઉટપુટમાં પ્રાપ્ત થયેલ ચોક્કસ પાવર ડીઝલ એકમના સૂચક સમાન છે. ગતિ અને ટોર્ક એકબીજા પર આધાર રાખતા નથી.

એન્જિનનું ઉત્પાદન કરવાની કિંમત આઈસીઇ કરતાં ઘણો વધારે છે. પરંતુ ઓપરેશનમાં, વિપરીત મેળવી છે.

લાભો

કોઈપણ સ્ટર્લિંગ એન્જિન મોડેલમાં ઘણા લાભો છે:

• આધુનિક ડિઝાઇનમાં કાર્યક્ષમતા સિત્તેર ટકા સુધી પહોંચી શકે છે.
• એન્જિનમાં હાઇ વોલ્ટેજ ઇગ્નીશન સિસ્ટમ નથી, કેમશાફ્ટ અને વાલ્વ છે. સમગ્ર સેવાના જીવન દરમિયાન તેને એડજસ્ટ કરવાની જરૂર નથી.
• સ્ટર્લિંગમાં કોઈ વિસ્ફોટ નથી, જેમ કે આઈસીઇમાં, જે ભારે ક્રેન્કશાફ્ટ લોડ કરે છે, બેરિંગ્સ અને કનેક્ટિંગ સળિયાઓ.
• જ્યારે તેઓ કહે છે કે એન્જિનનું મૃત્યુ થયું છે ત્યારે તેમને તે અસર નથી.
• ઉપકરણની સરળતાની કારણે તે લાંબા સમય માટે ઉપયોગ કરી શકાય છે.
• તે બળતણ અને પરમાણુ અને અન્ય કોઇ પ્રકારનું ઇંધણ સાથે બંને કામ કરી શકે છે.
• આ દહન મોટરની બહાર સ્થાન લે છે

ગેરફાયદા

• ડિઝાઇનનો મુખ્ય ગેરલાભ એ તેના સામગ્રી વપરાશ છે.
• કાર્યકારી સંસ્થાને ઠંડુ કરવાની જરૂર છે, કારણ કે પરિમાણમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે.
• આઈસીઇ સાથે સમાન લાક્ષણિકતાઓ મેળવવા માટે, ઉચ્ચ દબાણનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે.
• કાર્યકારી સંસ્થાને, હીટ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સની દિવાલો દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે, જેમાં મર્યાદિત થર્મલ વાહકતા
• એન્જિન પાવરને બદલવા માટે , બફરની ક્ષમતાના વોલ્યુમ, વર્કિંગ પ્રવાહીના સરેરાશ દબાણ, ડિસ્પ્લેર અને પિસ્ટન વચ્ચેના તબક્કાના ખૂણાને બદલો.

એપ્લિકેશન

હાલમાં, જનરેટરના સ્ટર્લિંગ એન્જિનનો ઉપયોગ ઘણા વિસ્તારોમાં થાય છે. આ રેફ્રિજરેટર્સ, પંપ, સબમરીન અને સોલર પાવર પ્લાન્ટ્સમાં વિદ્યુત ઊર્જાનું સાર્વત્રિક સ્ત્રોત છે. તે વિવિધ પ્રકારના બળતણના ઉપયોગ માટે આભાર છે કે જે તેને વ્યાપક રૂપે ઉપયોગમાં લેવાનું શક્ય છે.

રિવાઇવલ

આ એન્જિનો ફરી ફિલિપ્સનો આભાર માને છે. વીસમી સદીની મધ્યમાં, તેમણે જનરલ મોટર્સ સાથે કરાર કર્યો તેમણે જહાજો અને કાર પર જગ્યા અને પાણીની અંદરની ઉપકરણોમાં સ્ટર્લીંગની એપ્લિકેશનના વિકાસનું નેતૃત્વ કર્યું. તેમને અનુસરીને, સ્વીડન, યુનાઈટેડ સ્ટર્લીંગની અન્ય એક કંપની, પેસેન્જર કાર પર શક્ય ઉપયોગ સહિત, તેમને વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું.

આજે, રેખીય સ્ટર્લિંગ એન્જિનનો ઉપયોગ પાણીની અંદર, સ્પેસ અને સૌર ઉપકરણોમાં થાય છે. તે પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિના બગાડના મુદ્દાઓની તાકીદને કારણે, તેમજ અવાજ સામેની લડાઈને કારણે તે ખૂબ જ રસ ધરાવે છે. કેનેડા અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, જર્મની અને ફ્રાન્સ, તેમજ જાપાનમાં, તેના ઉપયોગના વિકાસ અને સુધારણા માટે સક્રિય શોધ છે.

ભાવિ

સ્ટર્લીંગ પિસ્ટન અને રોટરી એન્જિનનું સ્પષ્ટ લાભ, જે મોટા સર્વિસ જીવનમાં ધરાવે છે, વિવિધ ઇંધણો, નિરાશા અને ઓછી ઝેરી પદાર્થનો ઉપયોગ, તે આંતરિક કમ્બશન એન્જિનની પૃષ્ઠભૂમિ સામે ખૂબ જ આશાસ્પદ બનાવે છે. જો કે, હકીકત એ છે કે સમગ્ર સમય દરમિયાન આઈસીઇ (ICE) માં સુધારો થયો છે, તે સહેલાઇથી બદલી શકાય તેમ નથી. એક અથવા બીજી રીતે, તે આ એન્જિન છે જે હાલમાં એક અગ્રણી સ્થાન ધરાવે છે, અને તે નજીકના ભવિષ્યમાં તેમને સોંપવાનો હેતુ નથી.