Мощный двигатель Стирлинга из подручных материалов

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Это нечто новое в термодинамике.

Разные обратимые циклы имеют разный термодинамический предельный КПД.
Но не выше Карно, конечно.

 

В том то и дело, что не выше Карновского и не ниже Карновского, конечно для идеальных, тобышь без потерь и утечек цыклов. Доказательство теоремы Карно, которое собственно и доказывает этот факт очень простое. Ознакомитесь с ним а потом можно будет обсуждать эту тему. Если бы было малейшее отклонение туда или сюда нарушался бы закон сохранения энергии и вообще появлялась возможность создания вечного двигателя. На основании этого и была доказана теорема. Ее доказательство до смешного простое как борщ.

К слову, выводы Карно 50 лет не воспринимались тогдашней научной публикой. Как то субъективно это не укладывается видно и сейчас. И только по прошествию времени, когда Клаузиус смог записать для вымышленного идеального цикла аналитическую формулу для КПД эти выводы нашли признание. Сама же теорема позволила обобщить известную формулу на все мыслимые идеальные обратимые циклы.

Любые выводы надо доказывать. И тот который вы привели в своем посте тоже надо доказывать. То есть, должна бы быть такая теорема, что все циклы кроме некоторого привилегированного имеют ниже КПД. Иными словами в каждом отдельном случае надо будет доказывать превосходство "избранного" цикла. Если вы такую теорему сможете привести я буду весьма вам благодарен. Но вы себе представляете доказательство типа того, что вы не женаты на всех женщинах мира.

 

Если у нас идеальные газы.

Литература так говорит. https://en.wikipedia.org/wiki/West_number - коефицент неидеальности реального двигателя с идеальным. или http://en.wikipedia.org/wiki/Beale_Number

 

Действительно газы неидеальные, особенно если сложные молекулы и большое давление. Но на КПД вся эта неидеальность сказывается не более 10 %. Потери на трение, паразитный объем, тепловые утечки более значительны. И при малых разностях температуры действительно могут составить больше половины Карновского КПД.

 

И минус механический кпд. Там ведь поршни большие, а мощности мизерные,

 

Вы имеете ввиду что мы теряем на каждом цикле импульс туда-сюда двигая алюминиевые поршни? Это уже мелочи. В роторных это минимизировано, поскольку ходит туда-сюда только маленький рабочий поршенек.

 

Тогда расскажите, почему никому не удается сделать двигатель стирлинга на основе двигателя внутреннего сгорания. Механический кпд двс, примерно 60-70%. С учетом огромной удельной мощности при сравнению со стирлигом.

ПС. обходной путь - резиновые гофры вместо поршней. Там тогда вынуждены снижать рабочие температуры и обороты, но достижим кпд на уровне 40-70% цикла карно.

 

Ну извините, а почему нельзя сделать из сковородки стиральную машину. Можно но очень неудобно.

 

Я просто про мех. потери и общую мощность.

 

Для Стирлингов работающих выше 300С вообще проблем указанных вами нет. Запас КПД позволяет справится с потерями. Там начинаются другие проблемы - смазка и жаростойкость. Ломаются падлы.

Да удельная мощность низкая, хотя кто его там знает чего наделали для космоса. Так намеки прорываются в Интернет. Очевидно одно, поиски идут.

 

Как тут может кто-то помнит, я поставил простой эксперимент на самотечной отопительной системе с целью установить, или можно по такому принципу построить тепловой двигатель. Однозначного ответа у меня так и нет пока. Хотя вывод на основе расчета скорее да чем нет. Приведу анализ, который я провел на основании экспериментальных данных.

Итак при разности температур 45 С я замерял обычным счетчиком воды скорость потока в системе отопления 1 л за 20с. Это ощутимый поток. При этом температура обратки была 45С на котле 90С. Точность измерений температуры +-5С.

Если полностью пренебречь потерями на вязкость воды (трение) можно в такой модели оценить КПД системы. Для этого в числителе надо записать кинетическую энергию воды m*(Vлин)^2/2 а в знаменателе приложенную энергию на ее нагрев m*Cv*dT. Масса сокращается а КПД получается пренебрежимо малым по сравнению с Карновским. Что-то тут не так. Долго думал, как учесть потери на вязкость.

Как учесть вязкость явно так и не придумал, поскольку трубы разного диаметра, куча поворотов итд. Однако неявно вязкость можно учесть, если предположить, что она со временем полностью гасит кинетическую энергию воды. Таким образом, в уравнение для кинетической энергии надо уже брать массу всей воды в системе и M>m. Грубо говоря котлу надо толкать постоянно всю воду, инерции у воды нет она поглощается трением за единицу времени. Оценил эту масу подставив Карновское значение для данных температур 0,1 и среднее сечение труб 4 квсм (Vлинейное =Vобъемное/S). При этом получил что в системе должно быть 300 л воды. Реально думаю литров 100 есть.

Ну в общем, если учитывать точность измерений и грубость модели, порядок чисел в принципе правдоподобен. Не исключено что я сделал ошибку в порядках и при преобразовании единиц. Можете сами проверить. Пока вывод следующий, если минимизировать потери на вязкость воды, возможно построить тепловой двигатель работающий за счет силы Архимеда. Конструкция такого двигателя как вы понимаете предельно простая и больших затрат не требует. Труба с потоком вверх, труба с потоком вниз и турбина. Сила Архимеда будет тем больше чем больше воды с разными температурами.

 

Я сам похожее считал, вышло вроде половина процента КПД.

Кстати, если нужнен двигатель с вытеснителем, то вот неплохая идея: http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S096014811000426X-gr1.gif и http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096014811000426X

Там конечно нужна высота под 10 метров для кпд в 3-5%, но можно такое в дом заложит как ТА.

Нет, тут Вы не правы. Есть индикаторная мощность и мощность на валу.

 

Я что то там не вижу вытеснителя и вообще непонятно как газ может так подаваться в сообщающихся сосудах. Или это имеется ввиду пар от высокотемпературного источника не указанного на схеме.

Переведите на русский язык.

 

По первому - да там подается ацетон в колону горячей воды.

По второму: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C

 

Господа, а не попадались ли кому-нибудь чертежи стирлинга, способного ватт 300 выдать? Или хотябы относительно внятные эскизы с размерами? Увы - мне через GPRS искать трудно и я ничего не нашел кроме пары предложений купить чертежи за невменяемые деньги и на бОльшую мощность (мне не нужную).