Utforma kriterier för Stirling cykel motor (4 / 7 steg)
Steg 4: Displacer Cylinder och kolv
Nedre ände cylinder och kolv kan anses en värmeväxlare, eftersom värmen från en öppen låga (i detta fall) överförs till luften i den nedre delen av cylindern. När displacer kolven går till botten av cylindern, luften rör sig (är fördrivna) till den övre delen av cylindern, som den svalnar. Motorn gör en uppvärmning/kylning cykel varje rotation av svänghjulet. Eftersom systemet är lufttät, har den också en luft trycket öka/minska cykel varje revolution.
Nedre ände cylindern är tillverkad av två avsnitt av 2" diameter koppar rör, åtskilda i mitten av en trä spacer. Skogen fungerar som en termisk paus mellan heta avsnittet nedan och svalare avsnittet ovan. Plattan i botten är också koppar, lödda till avsnittet röret med 95/5 bly fri VVS lödtenn. Detta lödtenn har en smältpunkt på 450° F (232° C), så värmekällan måste kontrolleras. Den operativa temperaturen med två stearinljus är 250° F (121° C). En annan begränsning är temperaturen av epoxi lim används för att fästa avsnitten kopparrör till trä avståndsbilden; vanlig epoxy lim är OK till ca 350° F (177° C). Topplocket är aluminium och är bultad till en parning fläns, som limmas mot övre cylindern. Topplocket är metall-mot-metall kontakt med de övre koppar cylindern, så kan värmeöverföringen mellan cylinder och huvud, därför både cylinder och huvud kan utstråla bort värme och kyla luften inne. Jag använde en bit Teflon för lagret i topplocket.
Nedre ände kolven är tillverkad av tunga papper lindade runt ett 1 1/2" rör (faktiska diameter 1.9") och limmade ihop, ändarna är skumgummiplattan. Skaftet är 0.0625" stål tråd. Nedre ände längd är 2.0".
Design Detaljer:
Nedre ände cylinder: 2" typ M koppar rör, ID = 2.0", OD = 2,125 ". Klyftan mellan varm och kall = 3/8".
Isolerande spacer: hardwood, ID = 2.125", borras med 2 1/8" hål såg, sedan använda epoxy lim koppar röret avsnitt för att trä spacer.
Nedre ände kolv: 1.9" diameter x 2.0" lång. Som en allmän regel bör displacer kolv volym ½ totala displacer cylindervolym. Uthärda i topplocket är Teflon, med hål borrade 0.070" för 0.0625" displacer kolv skaft.
Tips: Nuvarande topplock är 4 "x 4" aluminium, 0,10" plattan. För bättre värmeöverföring, kan det vara större och gjorda av koppar.
Tips: Eftersom displacer kolv volymen bör vara 1/2 volymen av cylindern nedre ände, jag gjorde kolv längd 2", den totala längden av cylindern är drygt 4". Kolven skall vara en "löst" passform i cylindern; Det är viktigt att kolven inte gnida på flaskans vägg.