Галилео. Эксперимент. Двигатель Стирлинга

В эфире самое внешнее среди сгораемых и самое сгораемое среди внешних рубрик программы «Галилео», которая называется «Эксперименты».

Друзья, какая проблема самая актуальная на планете сегодня?

Правильно, энергетическая.

Между прочим, весь коллектив программы «Галилео» уже давно перешел не только на энергосберегающие лампочки, но и на энергосберегающую еду.

А что будет дальше?

Что будет дальше?

Вот мы с вами на бензинчике катаемся, там придумывают всякие другие варианты, биотопливо, скоро кукурузу будем пихать в бензобак.

Но это все не то, потому что скоро вообще не останется ничего, друзья.

Останется только солнышко и все.

Так вот, было бы все очень безнадежно, если бы еще в начале 19 века старичок Роберт Стирлинг, кстати говоря, шотландский священник, не взял, да не изобрел бы двигатель Стирлинга.

Двигатель стирлинга, друзья, работает не на кукурузе, не на рапсе, не на всяких нефтяных переработках и не на газе.

Он работает просто от разницы температур.

Разницу температур достичь очень просто.

Сел на солнце, вот у тебя сторона нагрелась, а там у тебя сторона холодная.

Вот тебе уже и двигатель стирлинга.

Как он работает?

Значит, в принципе, идея была простая.

У вас есть цилиндр, в нём есть поршень, а внутри некое рабочее тело.

В данном случае просто воздух.

Вы воздух нагрели, воздух расширяясь, давит на поршень, совершает рабочий ход.

Потом вы воздух остужаете, и поршень возвращается на место.

Казалось бы, всё здорово, но...

Это же очень энергозатратно каждый раз нагревать и остужать весь цилиндр.

Поэтому Стирлинг придумал гениальную идею.

Он разделил цилиндр на две части.

Одну часть он нагревает, а другая сторона остается холодной.

Таким образом, если воздух весь переместить в горячую часть, он там нагреется.

А если его потом переместить в холодную часть, он там остынет.

Вопрос.

Как воздух переместить туда-сюда?

И тут Стирлинг опять придумал.

Надо внутрь этого цилиндра поместить поршень большой, который будет занимать половину объема цилиндра.

И перемещаясь по этому цилиндру, поршень будет гонять воздух из области горячей камеры в область камеры холодной.

Так вот, наша контора...

знакомая, под названием Алексей и Алексей, на спор, за пачку сигарет, сделала модель двигателя Стирлинга.

Вот он, этот самый поршень, который перемещает воздух из одной области в другую.

Вот он, видите, большой.

Сейчас я покажу, как он двигается, пожалуйста.

А?

Вот.

А вот этот поршень, маленький, это тот самый поршень, на который будет давить разгоряченный воздух.

Как работает этот двигатель?

Смотрите.

Вот здесь у меня обыкновенная пластина, железная, да?

Я ее буду нагревать, неважно чем, печкой, паром, рукой, солнцем, неважно.

Я ее нагреваю, и этот воздух, который находится вот рядом с этой пластиной, тоже нагревается, расширяется и начинает давить на вот этот вот поршень.

Он давит на поршень, смотрите внимательно, да?

Происходит рабочий ход.

И так как у нас специальным образом внутри вот этот вот выместительный поршень завязан с поршнем рабочего хода, выместительный поршень перемещается.

И, соответственно, перемещает весь воздух из области горячей в область холодную.

Тут у нас воздух остывает, поршень опускается, и все повторяется снова по циклу.

Теперь проверим.

Работает ли фирма Алексей Алексей так, как написано у них в рекламе?

Они сказали, что все, что для этого нужно, это нагреть вот эту сторону этого двигателя.

Итак, начинаем ее нагревать.

Просто подержим двигатель над водяным паром.

Заметьте, я специально не ставлю двигатель на кружку, а держу над ней, чтобы вы не подумали, что там есть какие-то потайные дырочки, через которые пар воздействует на эти поршни и давит.

То есть это никакой не паровой двигатель, это двигатель стирлинга.

Слушайте, а зачем мне пар?

Я подержу просто над комфоркой.

Ведь комфорка, ведь она горячая.

Ну так себе, не очень, кстати.

Итак, я держу над комфоркой двигатель Стирлинга.

Я поставить не могу, потому что расплавится оргстекло, из которого сделан двигатель.

Но уже смотрите, смотрите.

Я пытаюсь запустить его, и он потихоньку, потихоньку, потихоньку начинает.

Ну давай, давай, родной, ну.

О, о, о, пошел, пошел, родной.

Пошел, родной, смотри, что происходит.

Нагрелась одна сторона двигателя стерлинга, соответственно, появилась разница температур, а значит двигатель запустился.

Класс!

А теперь я просто поставлю его на стол.

а он продолжает совершать движение свое.

Почему?

Потому что до тех пор, пока вот эта пластина не остынет, двигатель будет работать.

Какие плюсы?

Во-первых, выхлопа ноль.

Никакого избыточного давления никуда не выпускается.

Кстати, двигатель стирлинга это двигатель внешнего сгорания, потому что топливо сгорает вне рабочей камеры, понимаете?

А двигатель внутреннего сгорания, который работает на бензине, на газе, там топливо сгорает внутри рабочей камеры.

Так вот, друзья, этот двигатель, как я уже сказал, обладает большим КПД, не обладает выхлопом, это все плюсы, а минусы в том, что этот двигатель мощным сделать сложно.

Плюс ко всему, рабочее тело, которое в данном случае является воздухом, оно тоже имеет некую теплоемкость, и его остужать и нагревать для этого тоже требуются некие затраты и некие потери.

Но!

Этот двигатель существует, более того, в промышленных масштабах.

Пожалуйста.

Этот двигатель мы купили в Москве.

Есть специальный мегамол, называется «Стирлинги в Москве».

Четырехэтажный огромный магазин с подземной парковкой.

Вот там сидят китайцы и делают эти двигатели стирлинга.

Делают, кстати говоря, довольно качественно, как вы видите.

Принцип работы тот же самый.

Вот это поршень у нас, который осуществляет рабочий ход.

А поршень, который двигается поперек, это...

Тот поршень, который здесь, вот этот большой, он гоняет воздух из области повышенного, повышенной температуры в область пониженной температуры.

Собственно, так, как я говорил до этого.

Итак, давайте посмотрим, как он работает.

Ну, старичок, давай, давай, давай.

А в эту сторону хоть.

Чух-чух-чух-чух.

Друзья, двигатель стирлинга.

Это двигатель, который работает всего лишь от разницы температур.

И даже есть установки целые, которые могут...

которая устроена следующим образом.

У вас огромное зеркало, такое вот параболическое, концентрирует весь солнечный свет в одну точку.

И там как раз стоит вот этот вот торец двигателя стирлинга.

Солнце нагревает его, и двигатель работает.

Прекрасный вариант, по-моему.

И самое главное, самое удивительное.

Двигатель стирлинга, так как он работает только из-за разницы температур, может работать, используя снег.

Каким образом?

В комнатной температуре с одной стороны положили снег, и получилось, что у вас эта сторона будет холодная, а сторона, которая в комнатной температуре, будет считаться горячей стороной, и двигатель снова заведется.

Ну что, друзья, программа «Галилео» – самая энергосберегающая программа на нашем телевидении.