Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

M s Stirlingův motor Petr Bouř, Lukáš Jandík, Matěj Šebek Petr Bouř, Lukáš Jandík, Matěj Šebek.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "M s Stirlingův motor Petr Bouř, Lukáš Jandík, Matěj Šebek Petr Bouř, Lukáš Jandík, Matěj Šebek."— Transkript prezentace:

1 m s Stirlingův motor Petr Bouř, Lukáš Jandík, Matěj Šebek Petr Bouř, Lukáš Jandík, Matěj Šebek

2 Obsah Princip Historie Moderní využití Naše měření Zhodnocení a diskuse

3 Princip Zařízení k převodu tepelné energie na mechanickou Na principu rozdílu teplot Jedna komora se zahřívá a druhá ochlazuje

4 Princip Typ Alpha Dva kolmé válce s rozdílnou teplotou

5 Princip Cyklus

6 Princip Typ Beta Jenom jeden válec

7 Princip Cyklus

8 Princip Stirlingův cyklus Podobný Carnotovu cyklu 1-2 – isotermická expanze 2-3 – isochorické ochlazení 3-4 – isotermické komprese 4-1 – isochorické oteplení

9 Princip Opravdový P-V diagram

10 Princip Účinnost závisí na konstrukci, rozdílu teplot a výkonu Nejefektivnější ve vesmíru Naše teoretická účinnost: Zdroj tepla – 7,5% Termická účinnost – 25% Vnitřní účinnost – 72% Mechanická účinnost – 47% Celková účinnost - 0,6%

11 První teplovzdušný motor  Leonardo da Vinci – první nákres  jednoduchého

12 Robert Stirling  Narodil se 25. října 1790 ve Skotsku  Byl to duchovní a vynálezce  Otec Patrika a Jamese Stirlingových  Zemřel v roce 1878

13 Nicolas Léonard Sadi Carnot  Narozen v roce 1796 v Paříži  Byl to Francouzský vojenský inženýr  “ Reflections on the Motive Power of Fire“  Carnotův cyklus  "Father of thermodynamics"

14 Stirlingův motor  Svoje jméno získal od Dánského inženýra Rolfa Meijera  Označuje veškeré typy motorů s uzavřeným regenerativním cyklem plynu

15  První patent pod názvem “ Heat Economiser“ v roce 1816 (v jeho 26 letech)  1818 první praktické použití motoru – čerpání vody z místního kamenolomu  během občanské Monitor, poháněný teplovzdušným války v Americe John Ericsson zkonstruoval bojový člun motorem

16 Stirlingův motor  Ericsson se později věnoval výrobě tepelných motorů využívaných zejména jako čerpadla  Důvody úspěchu – bezpečnost, nenáročnost výroby a údržby, nízkou cenu  Poprvé využil jako pohon sluneční energii  S nástupem spalovacího motoru zaniká o tento typ motoru zájem

17 Stirlingův motor  Elektrocentrála vyrobená firmou Philips v 50. letech 20. století  Kompaktní, malý a tichý stroj pro napájení radiostanic  S příchodem tranzistorů prudce klesla spotřeba radiostanic a elektrocentrály ztratili svůj smysl

18 Stirlingův motor  V současnosti se hlavně uvažuje o jeho aplikaci při výrobě ekologické energie  Náhrada fotovoltaických článků  V Čechách firma Tendom

19 Moderní využití Motor MOD1, MOD2 (NASA, Ford, GM) Ponorky Vesmírný výzkum Chlazení mikroprocesorů Solární energetika

20 EXPERIMENTY

21 CO SE DOZVÍME?  I. a II. termodynamický zákon  vratné cyklické děje  izochorické a izotermické změny  ideální plyn  účinnost  přeměna tepla  termální čerpadlo

22

23 CO LZE MĚŘIT?  frekvence otáček  změny teploty válců  tlak plynu v chladícím válci  objem plynu v chladícím válci

24 CO TÍM ZJISTÍME?  práci Stirlingova motoru  výkon Stirlingova motoru  účinnost Stirlingova motoru  vlastnosti Stirlingova motoru

25 PŘÍPRAVA  určení účinnosti hořáku (96% líh)  kalibrace senzorů  nastavení osciloskopu  přepočtení signálu napětí na veličiny

26 ÚČINNOST HOŘÁKU  doba 60 min10 min47 min  spálený 29 ml4,6 ml20,4 ml objem  hustota lihu 0,83 g/ml  výhřevnost 25 kJ/g  m/  t6,69 mg/s6,17 mg/s5,99 mg/s  tepelný výkon 167 W178 W173 W

27 KALIBRACE TLAKU

28

29 OTÁČKY BEZ ZÁTĚŽE  start na  T  80K ot./min  ustálení teplot a otáček  chladič T  70  C

30 GENERÁTOR  dokáže rozsvítit žárovičku =)  otáčky se mění dle zátěže

31 pV DIAGRAM  teoreticky

32 pV DIAGRAM  prakticky

33 ZJIŠTĚNÍ  zatížením vzroste rozdíl tlaků (plocha pV)  nezatížený má maximální otáčky 1000 ot./min  zastaví se při cca 250 ot./min  teplota chladiče roste při snížení otáček  nejvyšší výkon generátoru při cca 600 ot./min  tepelná účinnost cca 25 %  skutečná celková účinnost školního modelu mnohem nižší mnohem nižší

34 IZOTERMICKÁ EXPANZE  vykonaná práce

35 IZOCHORICKÉ OCHLAZENÍ

36 IZOTERMICKÉ STLAČENÍ  dodaná práce

37 IZOCHORICKÉ OHŘÁTÍ

38 PRINCIP REGENERACE  uložení tepelné energie během izochorického ochlazení  regenerace během izochorického ohřátí

39 ÚČINNOST TEP. MOTORU  Carnot  roste s  T

40 REÁLNÝ STIRLINGŮV DĚJ  konstantní fázový posun válců  žádné ostré úhly v pV diagramu  velká rychlost plynu při 1000 ot./min  neodpovídá izotermickému ději  princip regenerace neplatí 100%  část plynu se nedostane ke chladiči  pracující válec zcela netěsní  velké ztráty tlaku  tření mech. částí a proudícího plynu

41 pV DIAGRAM vs. IZOTERMY

42 CELKOVÁ ÚČINNOST ŠKOLNÍHO MODELKU  účinnost hořáku cca 7 %  tepelná účinnost cca 25 %  mechanická účinnost cca 20 %  celkem cca 0,6 %

43 TERMÁLNÍ ČERPADLO  děje probíhají v opačném směru...

44 Děkujeme FJFI ČVUT ing.Vojtěchu Svobodovi bc.Tomáši Markovičovi


Stáhnout ppt "M s Stirlingův motor Petr Bouř, Lukáš Jandík, Matěj Šebek Petr Bouř, Lukáš Jandík, Matěj Šebek."

Podobné prezentace


Reklamy Google