史特林引擎底部加热.ppt

發明者年代紀要 史特林引擎早在1816年由Robert Stirling先生所發明，當時史特林引擎曾經被認為有潛力成為很有效率的引擎，但是近兩百年來史特林引擎始終沒有成為引擎的主流派，內燃機引擎出現後史特林引擎便被打入冷宮，直到今天史特林引擎仍然只有在一些很特殊的應用場合中被使用，像是潛水艇或者是遊艇的輔助發動機。目前雖然還沒有看到史特林引擎成功的大量市場應用，但是對史特林引擎的研究始終興趣不減，特別是最近幾年能源及環境問題越來越嚴重，史特林引擎再度浮上枱面，被認為是解決能源問題可能的方案之一。 基本上史特林引擎也是一個將熱能轉換成動能的熱機(heat engine)，然而史特林引擎的原理和您汽車中的內燃機引擎卻大大的不同。所謂「內燃」機是指燃料在引擎內部燃燒、產生動力，而史特林引擎卻是一部「外燃」機，也就是熱源在引擎的外部。內燃機引擎有一連串進氣－壓縮－燃燒－排氣的循環，史特林引擎中的氣體卻是完全密封在引擎中，作為熱轉換成機械功的媒介，引擎動作過程中汽缸內沒有爆炸或燃燒發生，也不需要進氣排氣閥來排放燃燒後的高壓廢氣，也因為如此，史特林引擎的構造相對比較簡單，運轉也非常安靜。 各種新開發的燃料，固然可以運轉史特林引擎，令人振奮的是，史特林引擎也可利用永續的淨潔能源。隨著製作技術一日千里、能源短缺和環境污染問題日趨嚴重，以及大量生產和社經條件的成熟，史特林引擎未來發展無可限量。 發明者的故事 羅伯特．斯特林 （Robert Stirling, 1790-1878AD） ?Robert Stirling?(1790~1878)出生於英國蘇格蘭,他家中八個兄弟他排行老三,是蘇格蘭教會的神職人員,既是牧師又兼具工程師身分,他一直服務到86歲。但是在他閒暇之餘，他會在自己的工作室建熱機 1970年代工業革命時期，蒸汽發動機(steam engine)取代了大量人力，卻也因蒸汽鍋爐爆炸事故頻傳，致使人員嚴重傷亡。身為神職人員的他有一顆善良的心, 發明這個機器的初衷就是因為看工人們在蒸汽機下工作太痛苦了,為了減少悲劇的發生,經過一番努力後，終於發明了史特林引擎，造福無數世人。他發明的Stirling engine?(稱之為an air engine)?在1816年9月27日，Robert Stirling在蘇格蘭愛丁堡法務部申請他的專利權 1973 年世界能源危機，人們再度想起史特林引擎的光輝歷史。直至今日，人類仍繼續研究，在美國太空總署，瑞典的海軍潛艇，甚至在北美家庭裡的發電機，都是運用這個原理,也許日後這款發動機的熱源將會被太陽能所取代. 羅伯特．斯特林 史特林引擎1816年原型 理論探討 史特林引擎之工作原理 1816年英國牧師羅伯特.史特林，應用熱氣球上升與下降的原理來設計一種新的熱力機械，從而發明了和蒸氣引擎一樣是外燃機的史特林引擎。史特林引擎工作分為四個階段:系統吸熱、氣體膨脹推動活塞(熱能轉化為機械能)、系統放熱、氣體壓縮。 等體積吸熱 (isochoric heat-addition) 史特林引擎底部加熱，使內部氣體吸熱，氣體壓力變大。 等體積放熱 (isochoric heat-removal) 當移氣體行至最高點時，飛輪產生一力矩使得移氣體往下移，將受熱的氣體推擠到移氣體的上方放熱。 等溫壓縮 (isothermal compression) 氣體放熱後，壓力下降，使得氣體體積收縮，移氣體往上移，回到第一步。 等溫膨脹 (isothermal expansion) 氣體吸熱後開始膨脹，推動動力移氣體，使得飛輪旋轉。 理論工作圖 史特林引擎應用 日本春潮級朝潮號（使用史特林式輪機系統），現服役於日本海上自衛隊。 日本蒼龍號潛艇（使用史特林式輪機系統），現服役於日本海上自衛隊。 日本春潮級朝潮號 日本蒼龍號潛艇 萬能科大研發有成 「婆娑號」 史特林引擎車 首度成功載人 記者徐乃義／中壢報導】萬能科技大學光電工程系教授周鑑恆，成功研發不需汽油的史特林引擎車「婆娑號」，全車採用質輕白楊木材質，減少重量。24日首度成功載人，僅使用一般登山用瓦斯罐或冰甲烷、沼氣，即可以緩緩前進數十公尺。 周鑑恆說，首度成功載人的「婆娑號」史特林引擎車，採用白楊木製成，車身長 1.7公尺、輪距1.3公尺，全車重量40公斤，透過一般瓦斯罐的熱能力量，能夠成功乘載47公斤重的乘客，而且還能向前推進。 他說，史特林引擎車車身採用白楊木組裝，採用鳥類骨骼結構原理，使用一般廚房用的不鏽鋼鍋，透過登山用的瓦斯罐加熱，鍋子本身熱脹冷縮原理，將熱能轉換成為動能，車輛即可以行進。? 他說，史特林引擎車輛不僅創下國內可以成功載人的記錄，而且不用任何汽柴油燃