斯特林热机的原理是什么?

题目

斯特林热机的原理是什么?

答案

斯特林热机也叫做斯特林发动机,由伦敦的牧师罗巴特 斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的,所以命名为“斯特林发动机”（Stirling engine）.斯特林发动机是独特的热机,因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率.斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的.这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气（或氦）作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程.
外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机,有别于依靠燃料在发动机内部燃烧获得动力的内燃机.新型外燃机使用氢气作为工质,在四个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,膨胀做功.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.
由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题,从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本.外燃机可以燃烧各种可燃气体,如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等,也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料,还可以燃烧木材,以及利用太阳能等.只要热腔达到700℃,设备即可做功运行,环境温度越低,发电效率越高.外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响,非常适合于高海拔地区使用.
但是,斯特林发动机还有许多问题要解决,例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高,热量损失是内燃发动机的2-3倍等.所以,还不能成为大批量使用的发动机.