level 4
旷野回声1995
楼主
我昨天才刚接触的斯特林,百度了其工作原理。粗看很简单,容易理解,利用了空气的热胀冷缩。但仔细一推敲,原理漏洞很多,根本不可能转起来。可实际就是偏偏转起来了。很纠结,我知道肯定是我错了,可是这些漏洞是怎么回事?我不想“知其然不知其所以然”,希望高手解惑,也希望同样喜欢思考较真的朋友讨论。
网上找了个最基础的模型图如下:

思考1:就算0.5秒完成一次循环吧,也就是在0.5秒这么短的时间内,空气变热又变冷。空气的传热速度有这么快吗?从模型启动要加热1分钟来看,把空气加热到开始膨胀,是个很缓慢的过程。可一旦启动,居然能在0.5秒内完成一个(冷-热-冷)循环,简直瞬间受热膨胀,瞬间遇冷收缩,反应快到不可思议。0.5秒=2分钟?
思考2:退一步讲,就算热传递能瞬间完成,运转了。可是对于热循环缸A来说,热量很快会传导到整个缸体(也就是整个玻璃管,马上会热得发烫),共同对空气再加热,又何来“冷端”?整个一根烫玻璃管啊。
思考3:再退一步讲,就算这根玻璃管A,中间用隔热材料分开,让热端的热量传递不到冷端。可A中的换气活塞,从冷端往热端运动时,只不过把热端的热气挪了个地方,暂时脱离了火烤而已,本身还是热的,怎么会0.25秒内忽然变冷了?
思考4:我们假设室温是20度,当没有加热时,玻璃管内外气压平衡。AB两缸和中间连接的软管,构成了一根密闭的空间,当加热运动后,这个密闭空间中,气温肯定平均高于20度吧?难道不是应该一直在热胀的状态,哪儿来的冷缩啊?里面的压力,应该一直高于外界气压,(当然,当工作缸B的活塞运动到左边顶端时,封闭空间比初始状态大,里面空气变稀薄,会造成一定的压力降,但这部分压力降,应该基本被高温气体抵消差不多了),感觉工作活塞的缩回,似乎更多是因为飞轮惯性的原因,而不是被B里低于外部气压的空气吸回。
思考5:相位角90度,会这么巧?B活塞越过最远死点,回缩到一半路程时,A中的换气块正好开始由热端开始向左边运动,此时迅速膨胀的气压应该立马阻止活塞的回缩,也就是阻碍飞轮的转动,让飞轮停止转动并开始反转,这样的话,飞轮就变成了一个钟摆了,一直半圈摆动。从这点考虑,似乎2个活塞应该同时出现在最右端才是。相位角为0。(当然,如果考虑换气块在最左边时,压力最大,应该飞轮动力臂最大更有效,从这个角度考虑,90度是
正确的
。但从防止回转考虑,工作活塞在退回的末段,会遭受升高气压的逆阻啊)
暂时就这5个思考吧。
2016年07月17日 15点07分
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网上找了个最基础的模型图如下:

思考1:就算0.5秒完成一次循环吧,也就是在0.5秒这么短的时间内,空气变热又变冷。空气的传热速度有这么快吗?从模型启动要加热1分钟来看,把空气加热到开始膨胀,是个很缓慢的过程。可一旦启动,居然能在0.5秒内完成一个(冷-热-冷)循环,简直瞬间受热膨胀,瞬间遇冷收缩,反应快到不可思议。0.5秒=2分钟?思考2:退一步讲,就算热传递能瞬间完成,运转了。可是对于热循环缸A来说,热量很快会传导到整个缸体(也就是整个玻璃管,马上会热得发烫),共同对空气再加热,又何来“冷端”?整个一根烫玻璃管啊。
思考3:再退一步讲,就算这根玻璃管A,中间用隔热材料分开,让热端的热量传递不到冷端。可A中的换气活塞,从冷端往热端运动时,只不过把热端的热气挪了个地方,暂时脱离了火烤而已,本身还是热的,怎么会0.25秒内忽然变冷了?
思考4:我们假设室温是20度,当没有加热时,玻璃管内外气压平衡。AB两缸和中间连接的软管,构成了一根密闭的空间,当加热运动后,这个密闭空间中,气温肯定平均高于20度吧?难道不是应该一直在热胀的状态,哪儿来的冷缩啊?里面的压力,应该一直高于外界气压,(当然,当工作缸B的活塞运动到左边顶端时,封闭空间比初始状态大,里面空气变稀薄,会造成一定的压力降,但这部分压力降,应该基本被高温气体抵消差不多了),感觉工作活塞的缩回,似乎更多是因为飞轮惯性的原因,而不是被B里低于外部气压的空气吸回。
思考5:相位角90度,会这么巧?B活塞越过最远死点,回缩到一半路程时,A中的换气块正好开始由热端开始向左边运动,此时迅速膨胀的气压应该立马阻止活塞的回缩,也就是阻碍飞轮的转动,让飞轮停止转动并开始反转,这样的话,飞轮就变成了一个钟摆了,一直半圈摆动。从这点考虑,似乎2个活塞应该同时出现在最右端才是。相位角为0。(当然,如果考虑换气块在最左边时,压力最大,应该飞轮动力臂最大更有效,从这个角度考虑,90度是
正确的
。但从防止回转考虑,工作活塞在退回的末段,会遭受升高气压的逆阻啊)
暂时就这5个思考吧。