Ontwerpcriteria voor Stirling cyclus motor (4 / 7 stap)

Stap 4: Verdringer cilinder en zuiger

De verdringer cilinder en zuiger kunnen worden beschouwd als een warmtewisselaar, omdat de warmte van een vlam (in dit geval) wordt doorgegeven aan de lucht in het onderste gedeelte van de cilinder. Wanneer de zuiger van de verdringer naar de bodem van de cilinder beweegt, de lucht beweegt (wordt verplaatst) naar het bovenste gedeelte van de cilinder, die het koelt. De motor maakt één verwarming/koeling cyclus elke revolutie van het vliegwiel. Omdat het systeem luchtdichte, heeft het ook een lucht druk vergroten/verkleinen cyclus elke revolutie.

De verdringer cilinder bestaat uit twee secties van 2" diameter koperen pijp, gescheiden in het midden door een houten spacer. Het hout dient als een thermische onderbreking tussen de hete hieronder en koeler sectie hierboven. De plaat onderaan is ook koper, vastgesoldeerd aan het gedeelte van de pijp gebruiken 95/5 voorsprong gratis sanitair soldeer.  Dit soldeer heeft een smeltpunt van 450° F (232° C), zodat de warmtebron moet worden geregeld. De werkende temperatuur met behulp van twee kaarsen is 250° F (121° C). Een andere beperking is de temperatuur van de epoxy lijm gebruikt om de koperen pijp secties hechten aan het houten tussenstuk; gewone epoxy lijm is OK tot ongeveer 350° F (177° C). De cilinderkop is aluminium en is vastgebout aan een paring flens, die op de bovenste cilinder is gelijmd. De cilinderkop is metaal-op-metaal contact met de bovenste koperen cilinder, dus kan er warmte-overdracht tussen cilinder en kop, dus beide cilinder en kop kunt stralen de warmte weg en afkoelen van de lucht in. Ik gebruikte een stuk van Teflon voor het dragen in de cilinderkop.

De verdringer zuiger is gemaakt van zwaar papier gewikkeld rond een 1 1/2" pijp (werkelijke diameter 1.9") en verlijmd, de uiteinden zijn schuim bestuur. Schacht is 0.0625" stalen draad. De bevestiger lengte is 2.0".

Ontwerpdetails:

• Cilinder van de verdringer: 2" type M koperen pijp, ID = 2.0", OD = 2,125". Kloof tussen warme en koude kant = 3/8".

• Spacer isolatie: hardhout, ID = 2,125", geboord met 2-1/8" gat zagen, dan gebruikte epoxy lijm koperen pijp tot hout spacer delen.

• Zuiger van de verdringer: 1.9" diameter x 2.0" lange. Als algemene regel moet de verdringer zuiger volume ½ totale verdringer cilinder volume. Rekening houdend met cilinderkop is Teflon, met gat geboord 0,070" voor 0.0625" displacer zuiger schacht.

Tip: Het heden cilinderkop is 4 "x 4" aluminium, 0.10" plaat. Het zou voor een betere warmteoverdracht, grotere en gemaakt van koper.

Tip: Omdat het volume van de zuiger verdringer 1/2 moet de omvang van de verdringer cilinder, maakte ik de zuiger lengte 2", de totale lengte van de cilinder wordt ruim 4". De zuiger moet een "losse" pasvorm in de cilinder; het is belangrijk dat de zuiger niet op de muur van de cilinder wrijven.