空气膨胀为动力的模型

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没有活塞的发动机


　　你的物理老师想必早就告诉过你内燃机依赖于连杆、阀、弹簧和活塞、汽缸等
等的复杂的部件组成的。但你听说过没有活塞的发动机吗？我们知道，发动机是靠
挤压喷入缸体的可燃混合气来完成做功的。现在科学家制造出了效率与内燃机相近
但不含运动部件的发动机。近期出版的《自然》杂志介绍了这一发明，它将热转变
为强的声波来压缩气体或驱动发电机。

　　该发明的思想来自RobertStirling发明的热机。Stirling热机有一个油缸，受
热空气在油缸中膨胀并驱动活塞。一旦受热气体工作完毕，便由一个“置换活塞”
来将气体压进第二个室腔中冷却，之后返回油缸循环利用。洛斯阿拉莫斯实验室的
物理学家认为他们可以利用声波来取消活塞。他们发明的台式发动机中含有一个谐
振器，即一个声波在其中以100赫兹的频率振动的管子。换句话说，气体分子在几厘
米的范围内高速往复运动，使管子每一点上的压力在每秒钟内发生100次升降变化。
声波还传播至另一个形状为闭合环、并与谐振器的一端相连的管子中。气体在管子
的某点上受热，每一次气体压力达到峰值时，气体可以膨胀运动至相邻的冷丝网叠
层中得到冷却。在声波循环的后半个阶段，冷却后的气体分子返回到管子中的受热
区域重新受热，开始新的循环，进一步利用声波。该发动机产生710瓦的声能，也浪
费掉了系统70％的热量，也就是说它的效率为30％。Swift说：“对第一次尝试来说，
我认为我们应该为此感到自豪。”宾夕法尼亚州立大学的声学研究者
StevenGarrett说，这一效率标志着一个“重要的突破”。他相信改进后的热声学
Stirling发动机能够比内燃机的效率更高，后者的效率最大为40％。Swift说，下一
步工作是制造规模大一些的发动机，利用声波产生的压力来液化目前在产油时“燃
烧”或浪费掉的气体，声能也被用来推拉磁铁周围的线圈发电。

　　（李虎军译自www．sciencenow．org）

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热气机知识  
热气机的概念  
　　热气机(Stirling Engine)是一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的闭式循环往复式发动机，由苏格兰牧师Robert Stirling在十九世纪初发明，所以又称斯特林发动机。相对于内燃机燃料在气缸内燃烧的特点热气机又被称作外燃机。现在热气机特指按闭式回热循环工作的热机，不包括斯特林热泵或斯特林制冷机。

热气机工作原理  

　　热气机可用氢、氮、氦或空气等作为工质，按斯特林循环工作。在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀作功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。
　　已设计制造的热气机有多种结构，可利用各种能源，已在航天、陆上、水上和水下等各个领域进行应用。试验热气机的功率传递机构分为曲柄连杆传动、  
菱形传动、斜盘或摆盘传动、液压传动和自由活塞传动等。
　　按缸内循环的组成形式分，热气机主要有配气活塞式和双作用式两类。配气活塞式 热气机，在一个气缸内有两个活塞作规律的相对运动，冷腔与热腔之间用冷却器、回热器和加热器连接，配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动；双作用式热气机，每个气缸内只有一个活塞，兼起配气活塞和动力活塞的作用。各缸的上部为热腔，下部为冷腔。各热腔经加热器、回热器和冷却器与邻缸的下部冷腔连接，组成一个动力单元。
　　热力循环可以分为定温压缩过程、定容回热过程、定温膨胀过程、定容储热过程四个过程。

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动画发不上来　看这个
http://www.micropowers.com/cn/knowledge/index.asp
http://cai.tongji.edu.cn/luntan/ ... BID=33&TID=9555

huxiaosen

不是不明白，世界真奇妙啊！牛比！