Движение от солнца

Хочется услышать опытного физика по поводу реальности такой идеи. Установка представляет собой стальной черный лист размером 2*2м который через систему блочков соединен с рамой. Плоскость перпендикулярна солнцу. От нагрева метал расширяется и груз опускается при нагреве до 100*С лист поливают водой, он охлаждается до 50*С и подымает груз. В это время срабатывает храповик на блочке и совершается полезная работа - например вращается поршневой насос. По моим подсчетам амплитуда при 10 блочках на каждой стороне будет 0.8 метра. Какую полезную роботу сможет выдать такой механизм? Как правильно подобрать толщину и материал листа? Были ли такие опыты или что нибудь подобное?

 

В помощь вам формула расчета температурного расширения и расчет полистпастов.
А вообще откуда такая идея-то?

 

A=F*S
Исходно сила - порядка десятка кН, перемещение - порядка миллиметра. Работа, соотвественно, порядка 10Дж за цикл.
КПД полиспаса - 70-90%, на каждом блоке от одной десятой до трети будет потеряно на трение, после 10 блоков от исходного останутся в лучшем случае единицы процентов. Если оптимистично предположить, что цикл "нагрев-охлаждение" занимает 20 секунд, то средняя мощность будет порядка единиц мВт.

Такую мощность даёт солнечная батарейка от калькулятора или китайского садового фонарика зимой в очень пасмурную погоду.

 

За ответ спасибо. Вспомните первые паровые двигатели - они еле крутили сами себя. Вспомните двигатель стирлинга - кто кроме самого изобретателя верил в него. Вспомните о том насколько летом от Москвы до Петербурга длиннее железная дорога и вы поймете что обычной китайской батарейке это не под силу. Со стальным листом идея провальная но возьмем прочный материал с большим коэффициентом в форме сотового поликарбоната. Вешаем лист 2*6м на южный фасад дома вместо плит вентилируемого фасада. Блочки сверху и внизу. Привязываем груз. Лист греется, расширяется, груз давит на поршень который загоняет воду в расширительный бачок. Нагрелся, сработал кран и вода из бачка ушла в пустоты поликарбоната. Он остывает, подымает груз и поршень втягивает воду из басейна а теплая вода уходит в басейн. Система греет и очищает воду работая от солнца, без электричества, без автоматики, без дорогих узлов и т. д.

В доме система отопления стальными трубами. По глупости проходы через перегородки заштукатурил жестким цементным раствором а не пеной. В результате при работе газового котла трубы издают скрежет и жесткие удары от постоянных перепадов температур (как в фильмах о подводных лодках на глубине).

 

Да если изобретательский зуд покою не даёт - да ради бога, спорить не буду: да, самолёт братьев Райт и это изобретение - ну просто в одном ряду.
Вы хотели совета? Ну так солнечная батарейка аналогичной мощности будет раз так в 100 эффективнее и примерно в столько же раз дешевле.

То, что предлагается - обычный тепловой двигатель. Только очень неэффективный изначально (очень большие потери энтальпии из-за конечной теплопроводности материала и с очень неудобными параметрами механической энергии (большая сила, малое перемещение). Потери на неравновести большие, очень энтропийный процесс. В этом смысле даже паровой цикл (на какой-нить органике типа пентана) будет выгоднее: да, потери на теплоте парообразования, но в целом процесс более эффективный.
Хочется тепловой машины от солнечного тепла? Используйте газ: там всё квазиравновесно, потери на всех этапах будут меньше, легче получить сразу желаемые силы и перемещение, конструктивно меньше проблем. Однофазные тепловые циклы с твёрдым телом поэтому и используют так мало. Я, конечно, понимаю, что Вам кажется, что это нечто новое Вы придумали, но с точки зрения термодинамики тут один хрен, а в технике это не используется именно потому что неудобно очень уж.
Ту же систему с нагревом воды в бассейне легче на воздухе сделать, и дешевле, и эффективнее.

А, да... Поликарбонат можно использовать только на сжатие: он течёт. Будете его постоянно растягивать с хорошим усилием - он растянется. Вязкость у него большая, но куда меньше, чем у стекла. Пробить пулей его сложно, а вот продавить - легко.

 

Да не хочу я что-то доказывать или стать изобретателем с большой буквы. Я просто поговорить хотел о том что выйдет с такой идеи и как она в голову пришла писал выше. Хотя если мыслить глобально то какая польза от самолета ? НИКАКОЙ - ТОЛЬКО ВРЕД! Посмотрите фильм "Аватар" поймете о чем я. То над чем я думаю, те изобретения с малой буквы, это не способ заработать кучу денег, а способ прожить нанося как можно менше вреда окружающей природе и вам в том числе. Я начал с утепления дома и стал жечь в 2 раза меньше газа. Придумал и пользуюсь 3 год рекуператором. Испытал воздушный коллектор. Начал строить дома из мусора по своей технологии https://www.forumhouse.ru/threads/133743/. Из за нехватки денег никак не могу сделать котел на соломе - не похожий ни на какой другой, его можна ставить в любой дом без переделки с. о., без котельни, без мусора в доме. и т. д. И проблема не в том что не умею зарабатывать, а в том что не могу не по чесному. А по чесному это когда много сделал - много заработал, и имея всего 2 руки, 2 ноги и одну голову быстро устаешь.
p

 

Возможно, что использование изначально не листа, а проволоки будет эффективнее. Площадь меж прикреплёнными к листу блоками расширяется бесполезно.
А вообще на "газовом поршне" проще - http://www.ecotoc.ru/alternative_energy/solar_energy/d112/

 

А здесь не факт воду то будете лить холодную родниковую? Или дополнительные затраты на ее охлаждение, чтобы стабильно?

 

Спасибо, эта конструкция получше моей. Многие разделы физики просто забыл или не учил.

 

https://physicstoys.narod.ru/page/Solarengine.html

 

Да я ж не в упрёк Вам, и уж точно не противник экологии и энергосбережения.
Просто хотел сказать, что та же самая задача (перекачка с одновременным нагревом воды) лучше решается с рабочим телом из газа (воздуха). Покуда перепад давления небольшой, воздушный стирлинг будет в 50-100 раз эффективнее (по критерию "количество перекачаной воды на площадь солнечного коллектора") машины с твёрдым рабочим телом.
По сравнению с паровой машиной однофазный газовый двигатель выигрывает при небольшом перепаде температур. Кроме того, конструктивно он проще (допустим непосредственный контакт воздуха с водой, поверхность которой - и поршень, и теплообменник).

Могу сфотографировать мою машинку (все материалы обошлись в 15$ за почти 1.5 квадрата, в основном - за пенопласт). В солнечный день качает - будь здоров.

 

семен1

Забросьте вы эту идею (я имею в виду лист с блоками). Энтальпия данного процесса невелика, а учитывая мехпотери, КПД будет близким к нулю.

Боюсь, это у вас кавитация (гидроудар).

Зело достойно. Речь не отрока, но мужа, причем честного. И главное, что руки не опустил.

Выставляйте! Причем не только фотки, но и описание, эскизы если есть. Всем будет очень интересно.

 

Я ее и не пробовал осуществить. Мне просто интересно. Если возьмем солнечную батарею то ее КПД 12-18%. Но начиналось все с мизера. Неужели нельзя чтото поменять в моем предложении чтобы увеличить кпд. Ведь не всегда нужна энергия в виде электричества. Есть процессы где нужно что-либо тяжелое передвигать по мере нагрева или высыхания на небольшое расстояние. И представте, взяли солнечную батарею, выработали электроэнергию, подали на двигатель, он на большой редуктор, задействованы датчики, контроллер и т. д. Какой кпд процесса? Я провожу параллель между тем как одни строят умный дом, ставят умные котлы, умные ТН, заумные системы отопления и т. д. а другой построит простой дом но хорошо утепленный по уму, поставит простую печку и живет комфортно не заморачиваясь над проблемами отсутствия света, запчастей, сбоя программы и т. д. И те и те поступают правильно, но взгляды разные.

 

Видать инопланетная технология, и спецслужбы убрали информацию.