Двигатель Стирлинга
- Статья опубликована 26.06.2014 05:56
- Последняя правка произведена 26.06.2014 05:58
Двигатель внешнего сгорания Стирлинга — тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла.
Хронологию событий, связанную с разработкой двигателей времен 18 века, вы можете наблюдать в интересной статье — «История изобретения паровых машин». А эта статья посвящена великому изобретателю Роберту Стирлингу и его детищу.
История создания…
Патент на изобретение двигателя Стирлинга как ни странно принадлежит шотландскому священнику Роберту Стирлингу. Его он получил 27 сентября 1816 года. Первые «двигатели горячего воздуха» стали известны миру ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга. Одним из важных достижений Стирлинга является добавление очистителя, прозванный им же самим «экономом».
В современной же научной литературе этот очиститель имеет совсем другое название — «рекуператор». Благодаря ему производительность двигателя растет, поскольку очиститель удерживает тепло в тёплой части двигателя, а рабочее тело в то же время охлаждается. Благодаря этому процессу эффективность системы значительно возрастает. Рекуператор представляет из себя камеру, заполненную проволокой, гранулами, гофрированной фольгой (гофры идут вдоль направления потока газа). Газ, проходит через наполнитель рекуператора в одну сторону, отдаёт (или приобретает) тепло, а при движении в другую сторону отбирает (отдаёт) его. Рекуператор может быть и внешним по отношению к цилиндрам и может быть размещён на поршне-вытеснителе в бета- и гамма-конфигурациях. Габариты и вес машины в этом случае меньше. В коей мере роль рекуператора выполняется зазором между вытеснителем и стенками цилиндра (если цилиндр длинный, то надобности в таком устройстве нет вообще, однако появляются значительные потери из-за вязкости газа). В альфа-стирлинге рекуператор может быть только внешним. Он монтируется последовательно с теплообменником, в котором со стороны холодного поршня, происходит нагрев рабочего тела.
В 1843 году Джеймс Стирлинг использовал этот двигатель на заводе, где он в то время работал инженером. В 1938 году в мотор Стирлинга мощностью более двухсот лошадиных сил и отдачей более 30 % инвестировала фирма «Филипс». Поскольку двигатель Стирлинга имеет много преимуществ, то в эпоху паровых машин он был широко распространён.
Недостатки.
• Материалоёмкость — основной недостаток двигателя. У двигателей внешнего сгорания вообще, и двигателя Стирлинга в частности, рабочее тело необходимо охлаждать, и это приводит к существенному увеличению массо-габаритных показателей силовой установки за счёт увеличенных радиаторов.
• Для получения характеристик, сравнимых с характеристиками ДВС, приходится применять высокие давления (свыше 100 атм) и специальные виды рабочего тела — водород, гелий.
• Тепло не подводится к рабочему телу непосредственно, а только через стенки теплообменников. Стенки имеют ограниченную теплопроводность, из-за чего КПД оказывается ниже, чем можно было ожидать. Горячий теплообменник работает в очень напряжённых условиях теплопередачи, и при очень высоких давлениях, что требует применения высококачественных и дорогих материалов. Создание теплообменника, который удовлетворял бы противоречивым требованиям, весьма трудно. Чем выше площадь теплообмена, тем меньше потери тепла. При этом растёт размер теплообменника и объём рабочего тела, не участвующий в работе. Поскольку источник тепла расположен снаружи, двигатель медленно реагирует на изменение теплового потока, подводимого к цилиндру, и не сразу может выдать нужную мощность при запуске.
• Для быстрого изменения мощности двигателя используются методы, отличные от тех, которые применялись в двигателях внутреннего сгорания: буферная ёмкость изменяемого объёма, изменение среднего давления рабочего тела в камерах, изменение фазного угла между рабочим поршнем и вытеснителем. В последнем случае реакция двигателя на управляющее действие водителя является практически мгновенной.
Преимущества.
Тем не менее, двигатель Стирлинга имеет преимущества, которые вынуждают заниматься его разработкой.
• «Всеядность» двигателя — как все двигатели внешнего сгорания (вернее — внешнего подвода тепла), двигатель Стирлинга может работать от почти любого перепада температур: например, между разными слоями в океане, от солнца, от ядерного или изотопного нагревателя, угольной или дровяной печи и т. д.
• Простота конструкции — конструкция двигателя очень проста, он не требует дополнительных систем, таких как газораспределительный механизм. Он запускается самостоятельно и не нуждается в стартере. Его характеристики позволяют избавиться от коробки передач. Однако, как уже отмечалось выше, он обладает большей материалоёмкостью.
• Увеличенный ресурс — простота конструкции, отсутствие многих «нежных» агрегатов позволяет стирлингу обеспечить небывалый для других двигателей ресурс в десятки и сотни тысяч часов непрерывной работы.
• Экономичность — в случае преобразования в электричество солнечной энергии стирлинги иногда дают больший КПД (до 31,25 %), чем тепловые машины на пару.
• Бесшумность двигателя — стирлинг не имеет выхлопа, а значит — не шумит. Бета-стирлинг с ромбическим механизмом является идеально сбалансированным устройством и, при достаточно высоком качестве изготовления, даже не имеет вибраций (амплитуда вибрации меньше 0,0038 мм).
• Экологичность — сам по себе стирлинг не имеет каких-то частей или процессов, которые могут способствовать загрязнению окружающей среды. Он не расходует рабочее тело. Экологичность двигателя обусловлена прежде всего экологичностью источника тепла. Стоит также отметить, что обеспечить полноту сгорания топлива в двигателе внешнего сгорания проще, чем в двигателе внутреннего сгорания.
Альтернатива паровым двигателям.
В 19 веке инженеры пытались создать безопасную альтернативу паровым двигателям того времени, из-за того что котлы уже изобретенных двигателей часто взрывались, не выдерживая высокого давления пара и материалов, которые совсем не подходили для их изготовления и постройки. Двигатель Стирлинга стал хорошей альтернативой, поскольку он мог преобразовывать в работу любую разницу температур. В этом и заключается основной принцип работы двигателя Стирлинга. Постоянное чередование нагревания и охлаждения рабочего тела в закрытом цилиндре приводит поршень в движение. Обычно в роли рабочего тела выступает воздух, но также используются водород и гелий. Но так же проводились опыты и с водой. Главная особенность двигателя Стирлинга с жидким рабочим телом является малые размеры,большие рабочие давления и высокая удельная мощность. Также существует Стирлинг с двухфазным рабочим телом. Удельная мощность и рабочее давление в нем тоже достаточно высоки.
Возможно, из курса физики вы помните, что при нагревании газа его объём увеличивается, а при охлаждении — уменьшается. Именно это свойство газов и заложено в основе работы двигателя Стирлинга.
Всего в цикле Стирлинга четыре фазы, разделённые двумя переходными фазами: нагрев, расширение, переход к источнику холода, охлаждение, сжатие и переход к источнику тепла. При переходе от тёплого источника к холодному источнику происходит расширение и сжатие газа, который находится в цилиндре. В ходе этого процесса изменяется давление из чего и можно получить полезную работу. Полезная работа производится только за счет процессов, проходящих с постоянной температурой, то есть зависит от разницы температур нагревателя и охладителя, как в цикле Карно.
Конфигурации.
Инженерами подразделяются двигатели Стирлинга на три различных типа:
Превью — увеличение по клику.• Альфа-Стирлинг — содержит два раздельных силовых поршня в раздельных цилиндрах. Один поршень — горячий, другой — холодный. Цилиндр с горячим поршнем находится в теплообменнике с более высокой температурой, а цилиндр с холодным поршнем находится в более холодном теплообменнике. Отношение мощности к объёму достаточно велико, однако высокая температура «горячего» поршня создаёт определённые технические проблемы.
• Бета-Стирлинг — цилиндр один, горячий с одного конца и холодный с другого. Внутри цилиндра движутся поршень (с которого снимается мощность) и «вытеснитель», изменяющий объем горячей полости. Газ перекачивается из холодной части цилиндра в горячую через регенератор. Регенератор может быть внешним, как часть теплообменника, или может быть совмещён с поршнем-вытеснителем.
• Гамма-Стирлинг — есть поршень и «вытеснитель», но при этом два цилиндра — один холодный (там движется поршень, с которого снимается мощность), а второй горячий с одного конца и холодный с другого (там движется «вытеснитель»). Регенератор может быть внешним, в этом случае он соединяет горячую часть второго цилиндра с холодной и одновременно с первым (холодным) цилиндром. Внутренний регенератор является частью вытеснителя.
Как работает стирлинг
Итак, что это такое и как это работает.
Скажу сразу, что бы въехать в эту тему понадобится не мало времени, я сам не всё сразу понял, хотя казалось, что сложного ничего и нет. Снаружи всё просто и понятно пока не копнёшь глубже, где и спрятано все интересное. Выход здесь только один, если что то не понятно сразу — читай и смотри дальше, со временем всё прояснится, по крайней мере так было со мной.
Нус приступим, признаться я не могу и не буду описывать всё это хитро-научно-рефератным языком, на мой взгляд это отпугивает людей, всё нужно излагать по простому не выдумывая всяких там формул и мало кому известных понятий. Наличия высшего образования тоже не потребуется всё легко укладывается в школьную программу, а множество схем и простых поясняющих картинок максимально облегчит понимание.
Стирлинг — это устройсво преобразующее тепловую энергию в механическую ну как двигатель, с тем лиш отличием, что эта тепловая энергия приходит к нему из вне, а не производится им непосредственно(как это происходит например в двигателе внутреннего сгорания). Это и есть его самое уникальное и замечательное свойство отличающее его от всех остальных машин. Да, ну и само собой такое название Стирлинг пошло от фамилии человека который всё это первый придумал, кто заинтересуется историей этого вопроса может нарыть в интернете кучу инфы, меня лично это мало волнует.
Понять его устройство можно на примере ряда картинок ниже.
Допустим мы имеем какой то замкнутый объем воздуха в жестком корпусе с эластичной мембраной (или поршнем по другому). Нагревая корпус двигателя воздух внутри расширится и совершит работу, выгибая мембрану наружу. И наоборот охлаждая корпус мембрана вогнется, опять совершив работу. Вот и весь цикл, проще не придумаеш, осталось только «автоматизировать» этот процес.
Для этого внутри корпуса двигателя размещается так называемый поршень вытеснитель(на рисунке он зелёненький с нерусским словом), смысл этого девайса в том что он должен перегонять оставшийся в корпусе воздух от горячей области внизу к охлаждаемой вверху. На рисунке видно что сам поршень вытеснитель занимает собой почти половину объёма внутренней полости двигателя, в виде такого диска, не плотно прилегающего к стенкам. Через этот зазор воздух перетекает из горячей полости в холодную и обратно.Надо сказать что сам этот поршень в идеале должен быть лёгким и плохо проводящим тепло, поскольку он фактически разделяет собой гарячую и холодную области внутри двигателя.
Ну а дальше уже всем знакомая кривошипно-шатунная схема связывает вытеснитель и мембрану(или рабочий поршень) на одной оси вращения,что обеспечит нам цикличность процесса т.е. поднятие и опускание поршней. (внимательно изучайте картинки включайте воображение)
Ещё одна важная деталь на которую нужно обратить внимание заключается в том что рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения двигателя(у нас на рисунке как вы могли заметить вращение происходит против часовой стрелки). Это идеальный вариант соединения для такой схемы. Попытайтесь проиграть каждую картинку по очереди, представить что происходит сдавлением воздуха внутри двигателя и как всё это преобразуется в возвратно-поступательное движение.
Надо ещё признать, что на схеме, а именно на оси , отсутствует одна важная деталь — это маховик, он то и поддерживает весь цикл вращения.
НЕ отчаивайтесь если сразу не всё понятно, я сам помню долго въезжал, в своё время, а некоторые моменты полностью понял только когда собрал свой первый стирлинг. Главное начать, и если не потеряете интерес, то разберётесь, а я на других примерах надеюсь помогу вам, ибо здесь на самом деле масса хитрых моментов.
Более подробно о всех типах стирлингов, принципе их работы и как их можно сделать самому — я изложил в форме серии видеоуроков , которые можно посмотреть ЗДЕСЬ
Вот например таже схемка но уже в движении, теперь я думаю будет несколько понятнее. Причем это фактически разрез реальной рабочей модели, жаль правда что только в одном боковом виде.
А вот еще одна конструкция где видно как рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения двигателя, также присутствует маховик.
Или вот ещё пример.
Всё это были примеры низкотемпературных двигателей, так сказать моделек, игрушек, поясняющих принцип работы. Промышленные стирлинги которые используются в разных целях, от генерации электроэнергии, до говорят, движения подводных лодок выглядят совершенно по другому (будем рассматривать их в других разделах сайта). Но принцип всегда остаётся темже — нагрев и охлаждение замкнутого объема воздуха, а ещё лучше водорода или гелия (короче рабочего тела по другому).
Вообще Стирлинги делят на три типа, альфа, бетта, гамма.
Красным помечена нагреваемая область, синим охлождаемая
Ещё пару мультиков для представления работы альфа и бетта стирлингов соответственно.
и ещё бетта тип, кинематика
А вот полная деталировка — всё по полочкам, гамма версия.
а это анимация стирлинга бетта типа
—————————————————————————————————
А вот маленький Стирлинг охлаждает своей работой какой-то чип на материнской плате, интересное применение.
Вот видео его работы http://www.youtube.com/watch?v=LQQMkz6uPs0
http://www.youtube.com/watch?v=OqqeR4ZRx6w&feature=related помоему потресающе
Зато есть принципиальная схема этого девайса
_______________________________________________________
А вот как на практике выглядит бетта тип с ромбическим механизмом, ну очень хитрая штука и самому такую извоять весьма проблематично, но для общего развития нужно иметь представление. Дальше в рубриках по конкретным типам двигателей я буду более подробно останавливаться, а пока просто поверьте, что технических вариантов исполнения этого двигателя просто немеренно, этим он и интересен.
а это его кинематическая модель
———————————————————————————
А такая занятная игрулина вызовет массу приятных эмоций у любого человека не взирая на возраст. Это свободнопоршневой Стирлинг, работает от тепла чашки с горячим чаем, его мы тоже рассмотрим подробнее здесь.
Ну вот и всё вступление, для начала. Дальше в рубриках, по каждому типу двигателей, будет более подробно о них расказано и показано, есть много интересного видео, без просмотра которого невозможно полноценно оценить всю прелесть этих устройств. Не переключайтесь… всё только начинается.
Стерлинг — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Стерлинг, или Стирлинг (англ. Stirling, в оговорённых случаях — англ. Sterling) может относиться к:
Стерлинг[править | править код]
- Стерлинг, Алджамейн (род. 1989) — американский боец ММА.
- Стерлинг, Брюс (род. 1954) — американский писатель-фантаст, журналист и литературовед.
- Стерлинг, Джан (1921—2004) — американская актриса.
- Стерлинг, Джон Уильям (1844—1918) — американский корпоративный юрист, один из крупнейших жертвователей Йельского университета.
- Стерлинг, Джордж (1869—1926) — американский поэт и драматург.
- Стерлинг, Дюжон (род. 1999) — футболист, защитник клуба «Челси» и юношеской сборной Англии.
- Стерлинг, Мануэль Маркес (1872—1934) — кубинский дипломат, политик, журналист, писатель и шахматист.
- Стерлинг, Марк (1895—1976) — французский живописец.
- Стерлинг, Минди (род. 1953) — американская актриса и комедиантка.
- Стерлинг, Молли (род. 1998) — ирландская певица и автор песен.
- Стерлинг, Ник (род. 1990) — американский гитарист и автор песен.
- Стерлинг, Рахим (род. 1994) — английский футболист, атакующий полузащитник.
- Стерлинг, Росс (1875—1949) — 31-й губернатор Техаса (1931—1933).
- Стерлинг, Татьяна Сергеевна (род. 1942) — советская певица (лирико-колоратурное сопрано), педагог, Заслуженная артистка РСФСР (1987), Народная артистка России (1993).
- Стерлинг, Форд (наст. имя Джордж Франклин Стич; 1882—1939) — американский комик и актёр.
- Стерлинг, Ян (наст. имя Владислав Ян Стефчик; 1907—2007) — польский лексикограф, издатель, журналист, переводчик, энциклопедист, популяризатор науки.
- Александер, Уильям, граф Стерлинг — шотландский дворянин, поэт, родоначальник шотландской колонизации Северной Америки.
Стирлинг[править | править код]
- Стерлинг (англ. Sterling) — денежная единица средневековой Англии.
- Стерлинг — в англоязычных странах название монетарного серебра, сплав серебра с медью, соответствует российской пробе 925.
СТИРЛИНГ ПО-РОССИЙСКИ | Наука и жизнь
Ограниченные запасы углеводородного топлива и высокие цены на него заставляют инженеров искать замену двигателям внутреннего сгорания. Российский изобретатель предлагает простую конструкцию двигателя с внешним подводом теплоты, который рассчитан на любой вид топлива, даже на нагрев солнечными лучами. Создатель проекта двигателя Виталий Максимович Нисковских — конструктор, широко известный специалистам-металлургам не только в нашей стране, но и за рубежом. Он автор более 200 изобретений в области оборудования по разливке стали, один из основателей отечественной школы проектирования машин непрерывного литья криволинейных заготовок (МНЛЗ). Сегодня 36 таких машин, изготовленных под руководством В. М. Нисковских на Уралмаше, работают на металлургических комбинатах России, а также в Болгарии, Македонии, Пакистане, Словакии, Финляндии, Японии. Роторный двигатель внешнего сгорания состоит из двух цилиндров, соединенных двумя ветками трубопроводов — высокого и низкого давления (для наглядности роторы разнесены, хотя в действительности они находятся на одном валу).‹
›
В 1816 году шотландец Роберт Стирлинг изобрел двигатель с внешним подводом теплоты. Широкого распространения изобретение в то время не получило — слишком сложной была конструкция по сравнению с паровой машиной и появившимися позже двигателями внутреннего сгорания (ДВС).
Однако в наши дни вновь возник острый интерес к двигателям Стирлинга. Постоянно появляется информация о новых разработках и попытках наладить их массовое производство. Например, на голландской фирме «Филипс» построили несколько модификаций двигателя Стирлинга для большегрузных автомобилей. Двигатели внешнего сгорания ставят на судах, на небольших электростанциях и ТЭЦ, а в перспективе собираются оснащать ими космические станции (там их предполагают использовать для привода электрогенераторов, поскольку двигатели способны работать даже на орбите Плутона).
Двигатели Стирлинга имеют высокий кпд, могут работать с любым источником теплоты, бесшумны, в них не расходуется рабочее тело, в качестве которого обычно применяют водород или гелий. Двигатель Стирлинга мог бы успешно использоваться на атомных подводных лодках.
В цилиндры работающего двигателя внутреннего сгорания вместе с воздухом обязательно заносятся частицы пыли, вызывающие износ трущихся поверхностей. В двигателях с внешним подводом теплоты такое исключено, поскольку они абсолютно герметичны. Кроме того, смазка не окисляется и требует замены значительно реже, чем в ДВС.
Двигатель Стирлинга, если его использовать как механизм с внешним приводом, превращается в холодильный агрегат. В 1944 году в Голландии образец такого двигателя раскрутили с помощью электромотора, и температура головки цилиндра вскоре понизилась до -190°С. Подобные устройства успешно используют для сжижения газов.
И все же сложность системы кривошипов и рычагов в поршневых двигателях Стирлинга ограничивает их применение.
Проблему можно решить, заменив поршни роторами. Основная идея изобретения состоит в том, что на общем валу установлены два рабочих цилиндра разной длины с эксцентриковыми роторами и подпружиненными разделительными пластинами. Полость нагнетания (условно — сжатия) малого цилиндра соединена с полостью расширения большого цилиндра через канавки в разделительных пластинах, трубопровод, теплообменник-регенератор и нагреватель, а полость расширения малого цилиндра — с полостью нагнетания большого цилиндра через регенератор и холодильник.
Двигатель работает следующим образом. В каждый момент времени из малого цилиндра в ветвь высокого давления поступает некоторый объем газа. Чтобы заполнить полость нагнетания большого цилиндра и при этом сохранить давление, газ нагревают в регенераторе и нагревателе; его объем увеличивается, и давление остается постоянным. То же, но «с обратным знаком» происходит в ветви низкого давления.
Из-за разницы в площадях поверхности роторов возникает результирующая сила F=∆p(Sб—S м), где ∆p — разность давлений в ветвях высокого и низкого давлений; Sб — рабочая площадь большого ротора; Sм — рабочая площадь малого ротора. Эта сила вращает вал с роторами, и рабочее тело непрерывно циркулирует, последовательно проходя через всю систему. Полезный рабочий объем двигателя равен разности объемов двух цилиндров.
См. в номере на ту же тему
А. ДУБРОВСКИЙ — Классический четырехтактный…
Стирлинг — это… Что такое Стирлинг?
Джеймс Стирлинг (англ. James Stirling, май 1692[1][2]—5 декабря 1770) — шотландский математик.
Джеймс Стирлинг родился в неспокойное время. Четырьмя годами раньше был свергнут король Яков II, он же Яков VII Шотландский. В 1707 году Шотландия была присоединена к Англии. Когда Джеймсу было около 17 лет, его отец был арестован как якобит (сторонник свергнутого монарха) и обвинён в государственной измене. К счастью, суд его оправдал. Мятежи якобитов продолжались ещё долгое время.
Образование Стирлинг получил в Оксфорде, затем, вероятно, в Глазго. Получить диплом ему мешало то, что при этом надо было непременно принести присягу английской королеве; Стирлинг категорически отказался делать это. Теперь уже угроза ареста нависла над ним самим. Стирлинг уезжает в Италию, где живёт до 1722 года.
В Италии начинается научная деятельность Стирлинга. Он публикует работу «Ньютоновские кривые третьего порядка», где изучает алгебраические кривые 3-й степени, уже исследованные Ньютоном. Стирлинг обнаружил 4 новых типа этих кривых, не замеченных великим аналитиком. В этой же работе доказан ряд теорем, высказанных Ньютоном без доказательства, изучаются кривая скорейшего спуска и цепная линия, решается лейбницевская задача об ортогональных траекториях. Стирлинг выяснил, что алгебраическая кривая n-го порядка определяется своими n(n+3)/2 точками.
Завязывает переписку с Ньютоном, высылает ему экземпляр статьи, просит помощи в трудоустройстве на родине. Ньютон в ответном письме, приветливом и дружелюбном, обещает своё содействие. Ещё до конца 1717 года Ньютон публикует вышеуказанную работу Стирлинга, а вскоре и ещё одну: «Ньютонов метод разностей».
1724: Стирлинг приезжает в Лондон, работает преподавателем. Ведёт активные математические исследования.
1726: по рекомендации Ньютона, данной им незадолго до смерти, Стирлинг избран членом Королевского общества.
1730: опубликован главный труд Стирлинга, «Дифференциальные методы» (Methodus Differentialis).
Это один из первых содержательных учебников по математическому анализу, излагающий помимо основ анализа немало личных открытий Стирлинга. Среди тем книги: бесконечные ряды, их суммирование и ускорение сходимости, теория интегрирования (квадратуры), интерполирование, свойства гамма-функции, асимптотические представления. Одно из таких представлений, несколько преобразованное де Муавром, известно сейчас как формула Стирлинга.
Некоторые детали исследований Стирлинга можно почерпнуть из его переписки с де Муавром, Эйлером и Крамером.
1733: ещё один важный труд Стирлинга: «Двенадцать предложений о фигуре Земли».
1735: Стирлинг возвращается в Шотландию, куда приглашён управлять горной компанией. Административная работа хорошо ему даётся и хорошо оплачивается, но свободного времени практически нет. Единственная опубликованная его работа за этот период касается проблем шахтной вентиляции. На этой должности он оставался до конца жизни.
1745: новый мятеж якобитов, неудачный, но кровопролитный. Военные невзгоды сводят в могилу Маклорена, и Стирлинга приглашают занять его кафедру в Эдинбурге, но нескрываемые симпатии Стирлинга к мятежникам срывают дело.
1746: избран членом Берлинской Академии.
1770: смерть Стирлинга.
В честь его названы числа Стирлинга и формула Стирлинга.
Литература
- Джон Дж. О’Коннор и Эдмунд Ф. Робертсон. James Stirling в архиве MacTutor
Примечания
Стирлинг, Роберт — это… Что такое Стирлинг, Роберт?
- У этого термина существуют и другие значения, см.: Стирлинг и Стерлинг
Ро́берт Сти́рлинг (англ. Robert Stirling) (25 октября 1790, Клог Фарм, Шотландия — 6 июня 1878, Галстон, Шотландия) — шотландский священник, изобретатель двигателя Стирлинга.
Биография
Стирлинг родился в Клог Фарме недалеко от Метвена, Шотландия. Он был третьим ребёнком в семье, а всего детей было восемь. От отца он унаследовал интерес к конструированию техники, но изучал богословие и стал священником Шотландской Церкви в местечке Лайф Кирк в 1816 году.
В 1819 Стирлинг вступил в брак с Джиной Рэнкин. У них было семеро детей, двое из них: Патрик Стирлинг и Джеймс Стирлинг стали инженерами по паровозостроению.
Стирлинг умер в Галстоне, Шотландия в 1878 году.
Научная и техническая деятельность
Тепловой двигатель
Стирлинг был весьма обеспокоен травматизмом рабочих, работающих в его приходе с паровыми двигателями. Эти двигатели часто взрывались из-за низкого качества железа, из которого они изготавливались. Более прочного материала в те годы не существовало. Стирлинг решил усовершенствовать конструкцию воздушного двигателя в надежде на то, что такой двигатель будет более безопасным.
Стирлинг придумал устройство, которое он назвал «эконом тепла» (сейчас такое устройство называют регенератором или теплообменником). Это устройство служит для повышения тепловой эффективности различных процессов. Стирлинг получил патент на двигатель с «экономом тепла» в 1816 году. Двигатель Стирлинга не может взорваться, потому что работает при более низком давлении, чем паровая машина, и не может причинить ожоги паром. В 1818 он построил первый практичный вариант своего двигателя и использовал его в насосе для откачки воды из карьера.
Теоретических основ работы двигателя Стирлинга — цикл Стирлинга — не существовало до тех пор, пока не появились работы Сади Карно. Карно разработал и опубликовал в 1825 году общую теорию работы тепловых двигателей — Цикл Карно, из которой цикл Стирлинга строится аналогичным образом.
В дальнейшем Стирлинг вместе со своим братом Джеймсом получил ещё несколько патентов на усовершенствование воздушного двигателя. А в 1840 году Джеймс построил большой воздушный двигатель для привода всех механизмов в своей литейной компании.
Оптические инструменты
Проживая в Килмарноке, Стирлинг сотрудничал с другим изобретателем — Томасом Мортоном, который предоставлял Стирлингу всё своё оборудование и инструменты для проведения опытов. Они оба интересовались астрономией. У Мортона Стирлинг научился шлифовать линзы, после чего изобрел ряд оптических приборов.
Бессемеровский процесс
В письме от 1876 года Роберт Стирлинг признал важность нового изобретения Генри Бессемера — бессемеровский процесс производства стали, который сделал паровые двигатели безопаснее, а они, в свою очередь, угрожали сделать воздушный двигатель анахронизмом. Вместе с тем он также выразил надежду, что новая сталь позволит повысить эффективность и его воздушных двигателей.
См. также
 | В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 14 мая 2011. |
Стирлинг — это… Что такое Стирлинг?
Стирлинг — Стирлинг, Джеймс Джеймс Стирлинг (англ. James Stirling, май 1692[1][2] 5 декабря 1770) шотландский математик. Джеймс Стирлинг родился в неспокойное время. Четырьмя годами раньше был свергнут король Яков II, он же Яков VII Шотландский. В… … Википедия
СТИРЛИНГ — Стерлинг (Stirling) Джеймс Хатчисон (1820 1909) шотл. философ, один из основоположников британского абсолютного идеализма. Редактор и переводчик на англ. яз. ряда произведений нем. классического идеализма. В соч. «Дарвинизм» (1894) критиковал с… … Философская энциклопедия
СТИРЛИНГ — (Stirling), город и бург в центральной части Шотландии, на правом берегу р. Форт. Население 45,6 тыс человек (2004). Сельскохозяйственное машиностроение, пищевая промышленность. Туристический центр. Университет (основан в 1967). Над городом на… … Энциклопедический словарь
Стирлинг — Роберт – священник, создатель двигатель «внешнего» сгорания (двигатель Стирлинга и цикл Стирлинга) (Шотландия, 1816 г.). EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
Стирлинг — I Стирлинг (Stirling) Джеймс (1692 5.12.1770), шотландский математик, член Лондонского королевского общества (1729). Наиболее важный труд «Разностный метод» (1730), где С. впервые дал асимптотическое разложение логарифма гамма функции… … Большая советская энциклопедия
Стирлинг — Ст ирлинг, а: дв игатель Ст ирлинга, ф ормула Ст ирлинга … Русский орфографический словарь
Стирлинг Д. — СТИ́РЛИНГ (Stirling) Джеймс (16921770), шотл. математик. Тр. по теории рядов и исчислению конечных разностей. Получил т. н. формулу С … Биографический словарь
СТИРЛИНГ (Stirling) Джеймс — (1692 1770) шотландский математик. Труды по теории рядов и исчислению конечных разностей. Получил т. н. формулу Стирлинга … Большой Энциклопедический словарь
Стирлинг Джеймс — Стирлинг (Stirling) Джеймс (1692‒5.12.1770), шотландский математик, член Лондонского королевского общества (1729). Наиболее важный труд ‒ «Разностный метод» (1730), где С. впервые дал асимптотическое разложение логарифма гамма функции (так… … Большая советская энциклопедия
Стирлинг Джеймс Хатчисон — Стирлинг, Стерлинг (Stirling) Джеймс Хатчисон (22.6.1820, Глазго, ‒ 19.3.1909, Эдинбург), английский философ, абсолютный идеалист, один из основоположников неогегельянства. Интерпретировал немецкую классическую философию как восстановление веры в … Большая советская энциклопедия