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   史特林引擎

1816年,蘇格蘭的Robert Stirling 發明了史特林引擎,即為將熱能轉變為機械能之系統。但由於史特林引擎僅限於低瓦數工作,故從1930年後,史特林引擎便逐漸被淡忘。不過近年來隨者石油逐漸竭盡、地球暖化等因素,史特林引擎逐漸被重視,因為其效率高,以及可使用再生能源(如太陽能)等優勢。

 

實驗演示


演示影片一(實驗演示影片)

實驗原理


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。  

(i) 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。

(ii) 等溫膨脹 (isothermal expansion) :氣體吸熱後開始膨脹,推動動力活塞(power piston),使得飛輪旋轉。 

(iii) 等體積放熱 (isochoric heat-removal) :當動力活塞行至最高點時,飛輪產生一力矩使得換氣活塞(displacer piston) 往下移,將受熱的氣體推擠到換氣活塞的上方放熱。

(iv) 等溫壓縮 (isothermal compression) :氣體放熱後,壓力下降,使得氣體體積收縮,換氣活塞往上移,回到第一步。 

 

 

問題討論


1. 史特林引擎屬外燃機,任何形式的外部熱源皆可應用作為熱功轉換使用。因此,史特林引擎也可利用永續的淨潔能源,你知道要如何作嗎?

2.若反方向運作史特林引擎,即用外力倒轉史特林引擎,那會產生什麼效應呢?

相關連結


史特林引擎

能源之星-史特林引擎

Lamina flow Stirling engine