Post:#198909 Date:05.09.2009 (14:02) ... Вариант парового стирлинга. Полностью рабочий. Впрочем, это уже совсем не стирлинг, и цикл совсем не Карно, так что давайте назовем его Двигателем Белова, т.е. меня, а то все остальное по именам изобретателей, даже обидно...
Итак - цилиндр, трубка, и как на стирлинге - есть горячий и холодный концы, зато поршень только ОДИН, что делает двигатель куда проще. Работать может он так же на любом градиенте температур и от любого источника тепла, (холода). В отличии же от традиционных паровых двигателей - рабочая жидкость НЕ РАСХОДУЕТСЯ, если не считать потерь между цилиндром и поршнем. Впрочем, на стирлингах эта проблема легко решается точностью изготовления.
Принцип работы: Допустим, поршень сейчас в нижней мертвой точке. Нагреваем нижний конец цилиндра, жидкость (вода) закипает, пар толкает поршень вверх. Объем цилиндра увеличивается, температура понижается, кроме того, поршень съезжает на охлажденную часть цилиндра, пар конденсируется, давление падает, поршень втягивается назад, цикл повторяется заново. На схеме изображен традиционный кривошипно-шатунный механизм, но он нафиг не нужен - двигатель прекрасно работает и без этого "лишнего" механизма, что очень удобно для создания линейных генераторов (магнит, двигаемый поршнем по катушке).
Кроме простоты, у движка есть еще одно, ОЧЕНЬ БОЛЬШОЕ, особенно для альтернативной энергетики преимущество - для работы ему нужен гораздо меньший темпертурный градиент, чем стирлингу.
Идеальный газ, температура холодильника - 373 К, нагревателя - 473 К (100 и 200 по цельсию) - при постоянном объеме давление пропорционально температуре, допустим, было - 1 атм, стало - 1.27 атмосферы, итого - 0.27 атмосферы разницы, не лишко, ведь именно она и толкает поршня в Стирлинге. В моем двигателе картина лучше - если жидкость - вода, то давление при 373 К - та же 1 атмосфера, а вот при 473 - уже около 17 атмосфер, т.е. полезная разность давлений - около 16 атм, на 2 порядка больше, чем если бы был просто газ. Да, в стирлингах газ применяют сжатый, потому и циферка разности давлений будет повыше, но если вместо воды применить сжиженный газ, который УЖЕ находится при приличном давлении, то эта разность вырастет еще больше. Та же вода - если за при 200 градусах - давление пара около 17 атм, то при 300 - уже 300 атм!!! - опять при сравнении со стирлингом мой двигатель в выигрыше, и еще больше.
Поэтому, кроме работы на на всем, что горит, можно заставить двигатель давать электричество, например, за счет разности температур на земле/под землей, использовать энергию Солнца, сконцентрированную параболическим зеркалом и т.д. И все это - без высшей математики, берешь, и делаешь, сделал - и работает.
Самый простой способ убедиться в работоспособности этого двигателя - взять пробирку, подобрать (я точил из алюминьки) поршенек, входящий в нее с минимальным зазором, налить на дно около 1 мл воды, вставить поршенек и подержать над пламенем. Вместо того, чтобы просто вылететь - поршень ачинает дергаться туда-сюда (амплитуда зависит от массы), по мере прогревания пробирки поднимаясь таки вверх. Но если сделать нормальный холодильник - поршенек будет дергаться на одном месте, соединяй его с магнитом, магнит в катушку - и радуйся АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ.
Toxik Пост: 199684 От 10.Sep.2009 (13:29)
Созрел, чтобы сделать такой двигатель (наверное - первый вариант) металле. Соберу что необходимо, и за станок.
Надежность и работоспособность будет прежде всего зависеть от того, насколько герметично соединение поршень/цилиндр. Станочек у меня не ах какой точный, поэтому хотелось бы послушать, может кто чего предложит толкового, как (из чего) сделать поршень и цилиндр. От пневмоцилиндра пока отказался - там слишком тяжелый ход.
Эт не серьезно разговор идет не о модельке, а о движке, хотя бы, киловаттной мощности. Выточить гильзу и поршень, сделать отливки - это не проблема, есть на чем и из чего делать, разговор о том, чтоб сделать хорошо. И чтоб двигатель не только сам себя крутить мог, но и генератор.
Так как вопрос со смазкой не решонНадо делать поршневую группу из материала который может работать без смазки(смазкой будет саме вода)это бронза.Не могу автору советовать,но наверное лучше "первенца родить" с маховиком
Так я и хочу "первенца" делать с маховиком хотя бы по тому, что все измерения будет гораздо проще провести. Правда, у этого движка, если вместо рабочей жидкости использовать сжиженный газ, будет один минус - в выключенном состоянии он встанет в верхнюю мертвую точку, для запуска кроме подогрева нужно еще крутнуть будет.
Смазка - не великая проблема, тем более что движок - экспериментальный, не нужен ему большой ресурс, в крайнем случае - на сухую поработает. Куда важнее герметичность.
Вот амортизаторы автомобильные - хорошая идея))) особенно, если найти двухтрубный - там и готовый корпус под жидкостное охлаждение есть.
Toxik
Позволь дать пару советов. Для модели не надо особо заморачиваться.
Поршень сделай из резины. -40 - +120 градусов она выдержит.
Трубку лучше из пластика, какую найдешь.
Нагреватель сделай электрический. Спираль вольт на 12-40 сунь внутрь, прямо в жидкость. Меньше будет потерь тепла. И проще оценить КПД.
Это же все-таки модель.
А вот с охлаждением могут быть проблемы.
Успеха.
Я делал, правда в конечном итоге материализовалось все в пластике и жести. Работало от кружки с кипятком, давало 50-60 обмин. Давление в холодном двигателе было атмосферным.
Для большого двигателя в качестве рабочих цилиндров взял компрессор от КАМАЗа. Там цилиндры в противофазе работают и есть водяное охлаждение. Toxik попробуйте такой же или подобный компрессор. Для "парового варианта" думаю тоже подойдет. И температуру держит и охлаждение хорошее. Все притерто и качественно изготовлено. Переделать нужно только головку - она съемная. Там лепестковые клапаны стоят. Их нужно заглушить. Все разборное и хорошо поддается модернизации. В общем - суперагрегат для таких целей.
_________________ Все о стирлингах - http://stirlingmotors.ru
Не готов пока девайс. В Стирлинге еще теплообменые цилиндры нужны. Я свои из газового баллона делаю. С вытеснителями сложности. Они должны быть легкими и не горючими. Дерево не подходит - тяжелое. Диаметр баллона больше 30 см.
Да и тема не про мой Стирлинг. Хотя, когда запущу - обязательно похвастаюсь
_________________ Все о стирлингах - http://stirlingmotors.ru
anatoly, а ты возьми да и сделай вместо стирлинга мой двигатель - и никаких калориферов, никаких геморов с вытеснителями. У тебя, судя по всему - почти все готово, я, как автор - только "ЗА". Если соберешься - пиши в личку, посоветую некоторые "детали". А вообще - выкладывай ка сюда фото того, что уже сделал - интересно ведь не только на результат смотреть, но и на процесс, темы то смежные
Что касается компрессора от КАМАЗа, да, неплохой вариант, да где его взять есть у меня пара автомобильных одноцилиндровых компрессора, но они после пожара (пламя не хватило, зато ржавчина...), там, пожалуй, о герметичности речи нет.
bes, пластик и резина - не серьезно. Возможно, вместо поршневых колец и поставлю уплотнители, но делат буду именно "в металле". А вот со спиралью в жидкости - это да, так и сделаю Померял напругу и токи на входе и на выходе, и, с учетом КПД генератора, можно вычислить КПД двигателя Впрочем, как и получить его характеристики при разной мощности нагревателя.
Toxik | Post: 199767
Конечно, как говорится, вольному воля. Каждый НИК кузнец своего девайса.
Но, все-таки, первую работающую модель надо делать максимально быстро и просто. На ней ты узнаешь еще о куче технических проблем, с которыми встретишся. А переделывать солидную модель гораздо сложнее. Поверь мне. Я занимаюсь такими вопросами профессионально около 40 лет. И плохого не посоветую.
А так, конечно, как сам решишь.
Все равно, успеха.
bes, а если не секрет - сколько вам (если 40 лет работы - точно ВАМ) лет?
Модельку - я делал задолго до того, чтоб отписаться на форуме. Пробирка, поршень с люмония, обмотанный лентой ФУМ, чтоб не было утечки, кривошипно-шатунный механизм из старого винчестера (выглядит стильно). Короче, работал на "УРА", Начинал делать, как звуковой (WAVE) Стирлинг, потом - мысля пришла. Работал, мощность измерить не успел, но гораздо лучше, чем WAVE. Потом - пробирка лопнула, не вынесла перепада пламя/вода.
Короче, в работоспособности - убедился, в том, что "косяки" станут видны только на полнофункциональной "модели" - тоже. 13 лет стажу, как ни как. Правда, "работать" с 12 лет начал, но опыт это не умАляет. Полностью согласен, что проблем с большой "моделью" будет больше, но зато - есмли решить эти проблемы, то будет готовый для промышленности вариант - а с пластиково-жестяной моделькой придется все эти проблемы еще решать, что займет гораздо больше времени.
От "почти готово" до "работает" еще не очень близко. У меня техническое вооружение никакое. Приходится "извращаться" с примитивными инструментами или заказывать в штучном экземпляре. Мастерской тоже нет. За все штучное дерут "втридорога".
Фотки процесса дело муторное - пробовал, по этому выкладывать буду фотографии отдельных готовых блоков (уж извините).
Из "старья" остались фотографии модели (файл прикрепил). Эта работала хорошо, но 8 предидущих не запускались - все пошли "под пресс".
Свой большой Стирлинг думаю собрать без изменений (будет с чем сравнить по мощности). В качестве эксперимента можно позже залить в него немного воды и сравнить показатели для "сухого атмосферного", "сухого под давлением" и "мокрого" вариантов. На этих данных уже можно будет спроектировать двигатель Белова с приемлемой мощьностью.
Для реализации варианта "парового Стирлинга" уже имеются неплохие полуфабрикаты: два герметично сваренных полуторалитровых цилиндра с патрубками и заготовка под рабочий цилиндр, все из нержавки (хотя рабочий цилиндр наверное лучше из меди сделать - классное охлаждение получится). Поршень придется заказать (ориентировочно - фторопластовый с уплотнительными кольцами из силиконовой резины).
Такие вот мысли вслух
Герметично сваренных? Вообще, там цилиндр в цилиндре нужен, чтоб сделать водяное охлаждение, без него - не выйдет, можно и не браться.
А на фото - интересная моделька))) Вот с ней, если жива, можете поставить эксперимент, залить в нее чуток нашатырного спирта. Только нужно концентрацию побольше, чем аптечная. В принципе, можно и из апречного "выпарить" аммиак. Не знаю, трудно представить, будет ли работать на растворе - при нагревании то давление паров аммиака быстро возрастает, но вот будет ли падать жидкость то останется горячей, и вряд ли испарившийся аммиак будет потом конденсироваться. Но проверить - безусловно стоит, даже в режиме стирлинга у тебя должен быть здоровскмй прирост мощности.
Модель страдала постоянной разгерметизацией, поскольку силикон не живет с полиэтиленом, сальник дисплейсера также оставлял желать лучшего (изготовлен по технологии "если у вас ничего нет"). Вообще я на ней пропорции и кое-какие технологии изготовления отрабатывал. В конце-концов сдох девайс.
Но есть и хорошая новость. Я немного опередил события и начал сборку модельки высокотемпературного гама-стирлинга с жаропрочным и водостойким дисплейсером. Вместо поршня буду использовать мембрану (ее гораздо проще изготовить).
На этом стирлинге попробую "паровой форсаж".
Вот фото деталей.
разговор идет не о модельке, а о движке, хотя бы, киловаттной мощности. Выточить гильзу и поршень, сделать отливки - это не проблема, есть на чем и из чего делать, разговор о том, чтоб сделать хорошо. И чтоб двигатель не только сам себя крутить мог, но и генератор.
