Двигатель Стирлинга

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Могу добавить, что в моей установке как раз прямоточный паровой котел, с трубчатым теплообменником, подогреваемым газовой горелкой. Так вот, при правильном направлении потока пара и воды относительно зоны нагрева в трубке гидроударов не возникает, там последовательно образуется из воды сначала переходная смесь пар/вода, потом чистый пар, который уже идет в двигатель. Для безопасности стоит клапан, который сбросит пар при превышении давления по отводящей трубке далеко наружу. Также из опыта: был обрыв стыка трубкок (плохо спаял), оттуда пошла тонкая струйка пара и все, хотя давление было 10 атм. То есть обычного металлического внешнего корпуса для безопасности котла вполне хватит.

 

Роторные и для стирлинга давно предлагались. Вообще роторному уже более 50 лет. Уже давно выявились недостатки таких движков - кстати, с ремонтопригодностью там как раз совсем плохо. Беглое изучение конкретно "исаевского" наводит на мысль о слабой компетентности автора как в механике так и в термодинамике. Таких "кулибиных", которые обещают невиданные характеристики двигателей "только дайте денег" в сети полным-полно. Есть, например те, кто патентует способы увеличения КПД термоэмиссионных генераторов до 40% (а это вообще шикарный вариант, так как там вообще нет движущихся частей), только всегда есть одно "НО" - нифига нет рабочих образцов с заявленными характеристиками, а теоретические выкладки (если они вообще есть) имеют явные изъяны.

Кроме слов самого автора, есть какое-либо подтверждение тому, что он действительно умеет "делать такие" с КПД 10-15%, на 1-3-5 кВт, дешевые и ремонтопригодные или с большим ресурсом? Их можно купить, есть отзывы покупателей? Думаю нет.

 

Да, паровые моторы Исаева не делаются серийно. Да, наверное, у них есть недостатки. Но он их собирает "на коленке" и они работают.
Можно собрать группу желающих и сделать заказ на пяток или десяток...
Мне Исаев показался вполне адекватным человеком, с ним можно договориться.
Другое дело, что никому из присутствующих не нужен просто двигатель, нужна готовая система.
А вот с этим проблема, - двигатель оказывается даже не 20% от стоимости системы. И все надо собрать, обсчитать и отладить.
И если паровик Тверского в начале прошлого века имел Кпд порядка 5% и зазоры "в палец" , то сейчас кмк вполне реально получить 10-15%.
Просто за счёт точности изготовления.

 

Мне кажется что тут есть один нюанс - в использовании пара.
если используется просто тепло - то оно может быть больше или меньше, от чего колеблется отдаваемая мощность установки, с паром так не получится. надо топить более менее в интенсивном режиме, для его выработки.

 

Все что было продемонстрировано из "работают" - это движок который крутиться без нагрузки, приводимый сжатым воздухом. Если приводить аналогию с тем же стирлингом, то это соответствует "игрушечным" моделям, которые крутят только сами себя от пламени горелки. То есть, все чего он пока добился, это сделал модель роторного двигателя, который сам по себе является давно известным вариантом, как для двигателей внутреннего сгорания, так и внешнего. С тем же успехом, какой-нибудь из сборщиков стирлингов в гараже, коих полно и у некоторых даже двигатели способны выполнить хоть какую-то работу, может на основе своих "успехов" пытаться собирать деньги на более продвинутые модели.

Никто никогда таких "кулибиных" серьезно финансировать не будет, потому как того, что у них "золотые руки" недостаточно, чтобы ожидать от них успехов в серьезных разработках, где требуется нечто большее, чем умение делать что-то своими руками. А в данном конкретном случае человек не может сделать никаких теоретических выкладок, чтобы хотя бы на бумаге доказать перспективность своих идей (что, в общем-то невозможно, потому как они не несут ничего нового и во многом ошибочны).

 

Не только это. Есть нюанс с температурой пара. Дело в том, что паровик как и любой тепловой двигатель подчиняется законом термодинамики и в частности теореме Карно, определяющей максимально возможный КПД теплового двигателя для каждого частного случая температур нагревателя и холодильника. Так вот, при давлении атмосфер 10 Тнагревателя (пара) будет не более 455 К (180 С), Тхолодильника (паро-капельной смеси в конце цикла расширения) не будет менее 373 К (100 С), так как от давления менее 2 атм особой работы уже не получить. КПД идеальной тепловой машины для этих температур (455-373)/455=18%. Вроде бы неплохо? Да, для идеального, но роторный двигатель малой мощности будет очень далек от идеала и нужно охренительно поработать над сокращением трения и теплопотерями, чтобы добиться хотя бы половины этого КПД. Для примера, КПД идеального двигателя для температур паровой турбины Тн=550 С (823 К), Тх=50 С (323 К) будет (823-323)/823=60%, но по факту такие турбины дотягивают только до 40-45%. И это огромные промышленные турбины, где сведены к минимуму теплопотери, трение и т. п.

Так что для любого парового двигателя не удастся достичь КПД хотя бы 10% для низкого давления пара и фантазии на тему 6-10 атм., которые тут звучали совершенно нереальны.

 

@SergBkl, что же делать? может вспомним старого доброго дядушку Джеймса? (Уатта)?

 

Дык он степлером собран

 

565 С. И давлением 140 или 240ата.
На черепетской ГРЭС когда-то был котелок на 650 С и 320ата...

33 С. И давлением 0,3ата.

 

можно таки забить на огромны и опасны атмосферы и таки заряжать аноды батареек прямо химически вместо жжений в кислороде и лишних костылей двигатель-генер.

 

Да моделей турбин дохренища. Я взял усредненные параметры, чтобы показать, что КПД даже самого крутого на данный момент парового двигателя далеко от КПД идеального двигателя для тех же температур Тн и Тх. И нелепо ожидать приближения к максимально возможному КПД (который и так мал для упоминаемых тут давлений) у двигателей малых мощностей. Пусть даже идеально спроектированных и собранных, а уж тем более гаражного исполнения.

 

Иными словами сама идея малой генерации хоть Стирлингом хоть паровиком порочна. Я правильно понял?
Приличного КПД не достичь.
Моя мысль была немного в другом:
Имея дом в лесу можно позволить себе компенсировать невысокий КПД системы парой дополнительных полешек. А паровая система будет более дешева и проще в обслуживании против Стирлинга.
На какой нибудь лесозаготовительной базе нет ни газа, ни бензина-солярки, зато дров - валом. Они ветки-обрезки жгут просто чтобы место не занимали.

 

Стирлинг при огромных атмосферах для кпд повыше тоже бабахнет и даст много быстрых и тяжких осколков - опасно. а печка у экономящих малоимущих обычно по простоте прямо в центре избушки стоит и будет опять осколочная бомба прямо в центре жил помещений.

 

еще дешевле и проще газгенна система - просто печка из глины/камней и из нее труба в двс. двс давно серийно в производстве. совки то тоже когда начали делать серийно вмеру мелки двс типа от л-3 и мощнее стали под них газгены делать вместо стирлингов. а кпд двс сразу где-то от 0.2 и больше из-за большой температуры и атмосфер внутрях.

печку из глины/камней под топку двс годным газом из дров сделать имхо прощее и дешевле чем стирлинг из обычно металов и точной их обработки (слесарно резать долго и дорого (и позорно в постиндустриале) - а на станках в постиндустриале дорого).

 

Нет. Стирлинг требует меньших давлений для того же КПД, что и паровой. По крайней мере в теории, за счет возможности использовать большие температуры при низком давлении. А на практике имеет потенциал для улучшения КПД путем устранения "детских болезней" этого двигателя - например, изменения кинематической схемы для приближения движения вытеснителя к циклу стирлинга, улучшения нагрева/охлаждения рабочего тела именно в процессе расширения/сжатия путем того же усиления конвекции, что я тут страниц семь назад описывал, чтобы приблизить процесс к изотермическому вместо используемого сейчас адиабатного, который в схеме с трубчатыми нагревателях происходит. Есть работы в области непоршневых стирлингов (мембранных, термоаккустических). В общем, стирлинг в малой генерации мог бы быть использован, если бы сколько-нибудь серьезные разработки велись именно в этом направлении. Например, если бы дать этой технологии хоть 10% средств, "умов" и пиара, от того, что было затрачено на полупроводниковые солнечные батареи, то результат мог бы оказаться лучше, чем у СБ.