Мощный двигатель Стирлинга из подручных материалов

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

При радиусе ротора 10 см на пластину получается площадь 3.14 * 10*10 = 314 см2
если 100 пластин, общая площадь составит 31400 см2 что равно 3.14 м2 при толщине секции вытеснителя 2мм и секции радиатора 0.5мм общая длинна цилиндра при этом составит 25см. Таким образом повышение давления до 2-х атмосфер даст значение больше расчетного. При этом не стоит забывать, что герметичность и возможность повышения дававления возможна только в спарке элементов, следовательно давление можно и не повышать. С чипа размером примерно 12Х12Х25см мы сможем снять ориентировочно 150 ватт мощности. Меня впечатлило, сам не ожидал такого высокого КПД. Может я где-то ошибся? Я вообще первоначально рассчитывал на 1-2 ватта.


Кривошипом я пока не заморачиваюсь. Есть некоторые идеи, но их рано обсуждать.

 

Малейшее касание ротора со статором и вся идея на смарку. А их аж 100. Такие тонкие пластины даже при сборке можна случайно деформировать. Потом если делать очень тонкие пластины радиатора вы ограничиваете теплопроводность по ним. Не только площадь важна, но и доставка тепла по металлу к поверхности. Вы же их не из серебра будете делать. И это еще не все. Вы же должны оставлять какой то зазор между ротором и статором. Это пространство по сути будет паразитным объемом. Надо как-то минимизировать соотношение этого пространства к вытесняемому объему. Просто нагоняя площадь для теплообмена за щет толшины пластин вы конечно уменшаете размеры двигателя, но создаете и другие проблемы.
Чисто интуитивно - 2-3мм для статора и 5 мм для ротора будет адекватно с соображений прочности, теплообмена и теплопроводности. А размеры самого движка это уже второстипенно.

А как вы рассчитывали КПД? То что я видел в литературе, говорит о том что можна построить низкотемпературный движок с КПД в два раза ниже от Карновского 70/(273+70).

 

КПД я пока никак не считал, однако сужу о нём по косвенным показателям - габариты движка/мощность на выходе.
Хотя что-то мне вещует, что расчётные показатели сильно завышены. Получить хотя бы ватт 10 на элемент - и то было бы хорошо.

 

Тогда ничего не понятно. КПД это отношение полезной работы к затраченой. Это относительная величина и прямого отношения к абсолютным величинам как то размер или мощность не имеет. КПД по теории можна просто оценить исходя из разницы температур и взять меньше в два раза за счет предполагаемых потерь, но реально измерить можна только после изготовления движка. Кто ж его знает какие потери в вашей конструкции и какие там реально будут разницы температур на рабочем газе.

 

Сделаем - увидим.

 

Первое затруднение - Материал дисплэсера. Предполагаю, что это должен быть теплоизолирующий, тугоплавкий и относительно лёгкий материал, иначе не возможно будет отбалансировать. Мне попал в руки вспененный ПВХ, по весу, плотности и теплопроводности самое то, однако становится пластичным уже при 100 град. цельсия, к тому же механическая прочность похоже у него недостаточная, так что пришлось отказаться. Могли бы подойти - стеклотекстолит, двп, плотная древесина (бук). Однако и для этих материалов максимальная температура 150 - 200 град. Может есть какие идеи?


Бакелит - держит до 300 град С.


Вот нашел, называется ХАЙПОЛ, держит до 2000 град. Только где его взять (.

 

Похоже нашёл, думаю что фторопласт - стабильность при температурах от -100 оС до + 260 оС

 

Фторопласт отпадает, слишком мягкий, при больших оборотах будет деформироваться.
Придётся использовать стеклотекстолит. Хотя есть у меня ещё идея, изготовить металлические вытеснители, повырезать в них сектора и заполнить жаростойкой монтажной пеной...
Ладно, буду думать.

 

А пена вообще категорически отпадает. Вытеснитель он для того и вытеснитель, чтоб вытеснять а не диформироваться под влиянием изменяющегося давления. Пена, как и паразитный обЪем будет в какой то мере амортизировать работу двигателя.

 

Сложность 2, токаря отказываются работать со стклотекстолитом. Попробую просто текстолит или гетинакс. (
Тут на медни про углепластик показывали. Где ж его взять (

 

Стирлинг работает при нормальном (более-менее) кпд только при 100 и выше атмосфер, что ниже просто баловство)
На некоторых подлодках (какой уже не помню страны) испытывали эту х*ень и ничего путного у них не получилось.
Мой вам совет, забудьте об получении халявы из альтернативы, имхо если тупо посчитать затраты на те-же самые солнечные батареи вместе с аккумуляторами они Вам выйдут в окупаемость по нынишним ценам примерно в 110-130лет, хотя их срок службы примерно 30лет.

 

Именно 100 и ни грамма ниже.

Ни страны не помню, ни чего испытывали не помню, но одна бабка сказала - точно

или 200лет или 400.
И все дураки во всем мире кто пользуется солнечными батареями и считать они не умеют. И наш газ самый дешевый из дешевых и у нас все хорошо.

Ну и чо ты приперся в эту тему?

 

А что если делать все таки из металла, скажем алюминия и балансировать ротор свинцовыми вставками. А для того чтоб он не грелся/охлаждаля покрыть слоем термоизоляционного лака. При высокой частоте вращения ротора толщина такого слоя не должна быть высока, чтоб не пропустить тепло/холод к металлу.

 

Современные CD приводы развивают 10400 об/мин. Может лепестки вытеснителя изготовить из CD болванок, сложив их по 5 шт? Думаю 1000 об/мин разрезанный диск выдержит? Кроме того, 100град. болванка держит спокойно и размер подходящий для модели.

Рабочее давление кислородного баллона 200 атм.
При наличии соответствующей производственной базы не вижу проблем в создании стирлинга с рабочим давлением 100 атм. Скоро выложу рисунки.
Кстати, принципиальную возможность повышения давления в роторно-поршневом стирлинге я уже показывал на предыдущей странице. Турбо-роторный стирлинг моей разработки вероятно, позволит повысить давление до 200 атм.
Кстати, при таком давлении скорее всего включаются в работу фазовые переходы рабочего тела, так почему бы не использовать в качестве рабочего тела те же фреоны (их разрешённые модификации).

.

Для меня сейчас главное сделать модель и доказать себе и общественности что эта схема работает, а потом уже можно заняться изготовлением пром. образца. Хотя я сам верю что из роторно-поршневого и турбо-роторного стирлинга можно выжать намного больше, чем из поршневого.

 

Вот новая картинка, не обессудьте, я не инженер-конструктор, старался как мог.



Отображается с ляпами, если скачать себе на комп, будет на много лучше всё видно.