Мощный двигатель Стирлинга из подручных материалов

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Почему печально? Зато вы теперь понимаете как работает Стирлинг. А за отрицательный КПД не переживайте - это невозможно. Просто будет очень и очень маленький.

 

Тогда может органический цикл Ранке будет выгоднее по кпд ... есть промышленно выпускаемые рабочие установки если бы сделать что то попроще для дома было бы интересно.

 

К эффекту Ренка понятие КПД в принципе неприменимо. Можно говорить об эффективности. Дело там темное, но еффективность вродь как больше 1. Но не на много. Кто в курсе тепловой насос тоже превращает механическую энергию в тепловую - (что-то нагревает а что-то охлаждает) и у него еффективность такого преобразования может достигать 4-5 при обогреве жилья. Значительно лучще от упомянутого эффекта. А Стирлинг он наоборот, из "разницы температур", эсли можна так сказать, получает механическую энергию. Для такого преобразования вводят КПД, которое на высокотемпературных установках достигает 0,3-0,4.

 

Пожалуй я не так назвал но имелл в виду это http://www.domusrapide.com.ua/novosti/chto-takoe-orts-organicheskiy-tsikl-renkina

 

Я не врубаюсь как это работает. Похоже на тепловой насос, который сам себе циркуляцию электричеством делает, и помимо всего, еще и в плюсе остается. Аналогия с ТН навеяли названия хладогенов).

Этож какую скорость перетекания газа, хладогена нужно получить, чтоб турбину крутить.

 

А что там сложного для гаража? Они наоборот пишут о простоте в реализации.
Если не гнаться за супер КПД, то все делается сваркой в гараже из труб.
Вот как выглядит лабораторная установка на 40W (работает на атмосферном давлении, трубы вообще похоже пластиковые)

Full engine (справа фотка)- вот так выглядит лабораторная установка на 1кВт.
Напомню - речь идет о термоакустических преобразователях.
И кстати мысленный эксперемент - представьте сколько переносится энергии от теплообменников за цикл в несколько секунд (с вентиляторами) и при частоте цикла 50-100 Гц?
При этом никаких расходов на работу вентилятора не требуется - газ колеблется в резонансе.
А срок эксплуатации практически не ограничен.
Принцип тоже прост - труба резонатор, два теплообменника, регенератор.
При создании разности температур создается автогенерация на резонансной частоте емкости.
Снятие нагрузки (через регулируемый вентиль) линейным генератором (или мощным динамиком на худой конец).
Лос Аламовцы www.lanl.gov/thermoacoustics/ в теме.
У них есть софт для расчета всей конструкции, но думаю так ли уж нам важны точные чатоты резонанса и т. д. Кстати чатоту резонанса можно сделать точно 50Гц и после трансформатора-стабилизатора сразу запитывать устройства!

 

Как я понял это просто паровая турбина или машина у которой рабочее тело вместо воды, всякие низкотемпературные органические вещества. Не понял в чем преемущество, Все тоже самое можна сделать и на воде. Рискну предположить они работают с меншими давлениями и менее взрывоопасные. И у них еще скрытая теплота парообразования ниже, что повышает несколько КПД.

 

Тут уже делали исследование http://www.labothap.ulg.ac.be/cmsms/Staff/QuoilinS/TFE_SQ010607.pdf
Experimental Study and Modeling of a Low. Temperature Rankine Cycle

 

Низкотемпературный ламина вы не сделаете. А я именно низкотемпературный собираюсь сделать. Ну и при чем сдесь частота к переносу тепла теплообменниками. Частота хороша для линейного генератора, не спорю, но к теплообмену срвершенно не имеет никакого отношения. Теплоперенос ~ k*S*dT. Тоесть пропорционален площади теплообменников и тепловому напору, ну еще коэфициенту, который зависит от скорости обдува (подачи вентилятора). Куча теплообменникаов успешно работает вообще при 0 Гц, и ничего.

Конечно, опосредственно частота влияет на тепловой напор dT. Но это незначительно. в указанном временном интервале.

 

Можно из двух бочек соорудить нечто наподобие

 

Из двух бочек работающих в противофазе, более рационально делать просто тяни-толкай линейный генератор, без всяких там кривошипов.

Из двух бочек работающих в противофазе, более рационально делать просто тяни-толкай линейный генератор, без всяких там кривошипов.

 

Не думаю, что эта формула здесь применима:
- процесс не стационарный (газ имеет непостоянные параметры давления и температуры)
- теплоперенос не от стенки к среде, а между двумя теплообменниками (значительно сложнее)
- процесс цикличный, т. е. изменяется направление переноса
- процесс явно в турбулентной среде, т. е. срывается пограничный слой

Поэтому частота в случае реверсивной передачи тепла между двумя теплообменниками имеет значение, да и думаю главное. Какую формулу применить не знаю, мне для этого не хватить подготовки (и желания) в её выведении. Здесь рулят опытные данные).
По поводу низкотемпературного ламина см. пост 3 в этой ветке https://www.forumhouse.ru/threads/100433/

 

На картинках принцип теплопереноса и еще несколько лабораторных устройств типа бегущая волна, с 4мя парами теплообменников (холодный-регенератор-горячий).
КПД несколько процентов. На атмосферном давлении, воздухе, низких температурах, без движущихся частей, поршней, шатунов и т. п.
По трубочкам подается горячий (до 140 градусов) и холодный теплоноситель (20 градусов).
Автогенерация запускается при Dt 40-60 градусов Генерируемую акустическую энергию снимают линейным альтернатором. Мощность единицы и десятки Вт.

 

Несомненно это очень интересно. И если такая маленькая дТ может приводить к автогенерации то тем более интересно. Возникает справедливый вопрос, почему?... Почему если так все просто до сих пор только какие-то обещания больших лабораторий наконец воплотить это в промышленный вариант. А у них далеко не гараж. Повидимому для достижения условий автогенерации необходимо еще чего-то кроме разницы температур, волна всетаки. А с волнами не все так просто. Хотелось бы больше информации о принципах возникновения таких волн для конструирования этой штуки. Пока создается впечатление что достаточно просто трубки с разностью температур на концах. На ваших картинках трубка замкнута, повидимому для образования стоячей волны. Значит важны и размеры, итд.

 

Вы правы - только эксперимент. Вот один из них. Какя разница выпить сразу бутылку водки, или наперстками, но часто часто. Эфект вроди и одинаковый, но как неудобно во втором случае. Вы интуитивно чувствуете, что в двигателе такой конструкции должен быть паразитный теплообмен. Да он есть. Я его замерял, это очень просто, меряя изменение температуры воды на теплообменнике. И действительно с падением частоты он растет. Но при том колличестве газа 120л и моих 20 Втных вентиляторах, существенным этот паразитный теплообмен становится только при интервалах значительно больше указаных. Я понимаю у меня тепловая энерция на воде, но на газе я замерять все равно не могу пока. Да и самописцев уменя нет, чтоб это все грамотно зафиксировать. Что я хочу сказать, с паразитным теплообменом можна бороться. Во первых растояние между пластинами радиатора должно быть минимально возможным - 1-1.5мм. Второе шторки. К примеру простая шторка - кусок легкой тряпицы. Ветер вентилятора ее приподымает при работе, а потом она сама прикрывает радиатор под своим весом.