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    引擎界的明日之星
    作者:周鉴恒    文章来源:作者惠赐    点击数:    更新时间:2009-11-16

    (原载:《科学月刊》,第38卷第2期)  

    大家都渴望住在郊区,独门独院,甚至鸡犬相闻,不要摩肩接踵、栉比鳞次的拥挤,这对都市人而言是一种梦寐以求的居家环境。然而,世界上还真有许多人,在地广人稀的野外生活,虽免受空气污染和噪音的困扰,也无朝九晚五的紧张,但立刻面临的问题是:以现有的电力系统,千里迢迢提供郊区住家生活所需的电力,成本将高得惊人。  

    另一方面,不知道读者是否注意到,随便一辆家家户户普遍拥有的汽车,引擎在发动之后的输出功率,如果用发电机转换成电力,事实上可同时让十几户人家享受最现代化的生活;但这辆汽车平常只在有限的时段用来代步而已。

    每幢房子是不是可以对照车子,也安装一部能产生房内所需电力的引擎呢?或者以一个小区为单位,安装一部能产生小区所需电力的引擎。这具引擎可就地取材、因地制宜取用各种燃料,例如乡村小区的引擎,可以使用农业废弃物、沼气作为燃料,都市则使用垃圾,搭配各种生质燃料、现有方便的燃料、新发现的能源等;有地热的地方就利用地热,日照强烈的地方,则使用太阳能。

    如此一来,以分散型的小区电厂取代目前集中型的电厂,不但充分运用了一点一滴的零星能源,也一举两得解决了环保问题,再配合家用电器节能的设计趋势,勾勒出一个崭新的能源使用方式、一种更舒适更环保的生活和文明进程。

    但是,真有这样神奇的引擎吗?答案是有的!本文要介绍的斯特林引擎(stirling engine),正具备了上述引擎的功能。

    引擎能源多元化  

    斯特林引擎是一种外燃引擎,以(高压)空气或惰性气体为工作流体,也被称为热空气引擎(hot air engine)。斯特林引擎的原理和一般汽机车常用的内燃机相同,都是将热能加入工作流体(即引擎中的气体),升高工作流体的温度,工作流体因压力增大而膨胀,推动活塞,转动引擎,从而把一部分热能转变成动能。只不过斯特林引擎不像内燃机那样,须要用点火、爆炸,排气、吸气的方式来改变工作流体的温度,而是用许多巧妙的办法来改变工作流体的温度,因此斯特林引擎可使用各种能源。  

    斯特林引擎是能源多元化的最佳引擎。此外,燃烧条件可予优化,燃料燃烧完全,所造成的空气污染极少;安全、安静;以及能源转换的效率高(不会浪费能源);构造简单,可长时间运转等,都是其独特的优点。  

    过去二十年,先进国家逐渐投入大量人力、物力加以研发,同时也积极推广斯特林引擎的科学教育活动,厚植研发新式引擎的潜力,并作为能源教育的媒介,敦促大众注意能源问题。


    注:原文为繁体,本站发布时未转译,但为方便读者阅读,直接将繁体转为简体。  

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