Мощный двигатель Стирлинга из подручных материалов

И так сегодня ушло еще 4 ч.часа.

Сделал узел стыковки с цилиндром рабочего поршня.
Т.к. окончательного чертежа у меня нет, все делаю по мере продвижения.

По рисункам думаю все понятно. Согнул полосу, приварил.

Отверстия под болты, лучше все таки делать на готовом блоке, патрону дрели почти ничего не мешало, и отверстия не нужно было потом подгонять.

Единственное, там на рисунке я болгаркой, немного не там начал вырезать отверстие под цилиндр (че-то стукнуло в голову и начал резать по внешнему диаметру), хорошо что не успел пропилить, вовремя заметил ошибку.

 

Когда просверлил отверстия. Начал делать силиконовую гермитизационную прокладку. Одну половинку слегка смазал жиром. Другую обезжирил, и намазал на нее силикон с избытком, потом соединил с другой половиной и скрутил болты.

Теперь нужно недельку подождать, чтоб силикон нормально застыл.

Я подобные прокладки уже делал, они выдерживают довольно высокие температуры, в одном устройстве 200С держит спокойно уже 5 лет.

 

Могли бы Вы прокомментировать эту оценку, из чео она складывается?

 

Я нашел этот примерный расчет на одном из форумов по Стирлингам, к сожалению забыл где . Формула очень приблизительная и только для определенного типа двигателей.

Более точный расчет довольно сложен (для меня), и не хватает времени в нем разбираться . Поищите по форумам моделистов по Стирлингам. Извините, что не смог помочь.

 

Uranman единственное, что сегодня ночью в голову пришло, когда спал - я ошибся в оборотах, Yahen говорит, что мой движок не вытянет больше 3х об/сек, в принципе я согласен, скорее всего крутиться будет медленно.
Тогда если пересчитать выходит вот что:

Объем эффективной воздушной камеры (из того что было под рукой) получился - 3 литра.
3000см3*3об/сек*1атм*0.0094=84вата по примерным расчетам маловато конечно, но у меня есть запас в конструкции для повышения рабочего давления, а значит и теоретический запас по мощности в раз 5

 

СОбственно говоря главная деталь двигателя, обеспечивающая его КПД. Устройство - обеспечивающее отъем тепла от рабочего тела при переходе его в холодную зону, и его возврат рабочему телу, при возвращении оного в горячую зону. В миниатюрных моделях его роль обычно попутно выполняет поршень- вытенитель. Но это для мощностей уровня 1-2 ватта. От конструкции регенератора, зависит не только КПД мотора, но и вообще вероятность его работы. Потому как именно регенератор обеспечивает львиную долю охлаждения и последующего нагрева рабочего тела. В мелких модельках моторов из "трубочек и мензурок" в качестве регенератора неплохо себя зарекомендовал цилиндр, наполненный медной или стальной стружкой или сеткой. Да и насколько мне известно и более крупные модели уровня "из старого мотора" тоже не чураются подобного материала.
Идеальный стирлинг - это аппарат изготовленный из абсолютно теплонепроводящего материала с абсолютно теплопроводящим регенератором.

 

Работа газа это насколько я помню по размерности P*V, мощность это быстрота выполнения работы, тобишь P*V/t.

Не понятно мне другое - если мы хотим оценку в системе СИ (в ваттах), то и объем, и давление, и время - должны быть в системе СИ (м3, Паскали, секунды). Видимо, 0,0094 - это как раз и есть нормирующий множитель. Так вот, откуда он берется мне не понятно.

Если поставить такую гипотетическую задачу - подсчет работы газа в цикле из 2 изохор и 2 изобар при 3-х циклах в секунду, dP=1 атм=10^5 Па, dV=3л=3*10^-3м3, то получим вот что
W=dP*dV/t=10^5*3*10^-3*3~10 кВт, то есть порядок величин должен быть десятки киловатт. имхо.

 

Ребят если вам не трудно, прикиньте примерно мощность моего двигателя.

Диаметр поршня - 12 см
Общем цилиндра 1.2 литра (может варьировать, в зависимости от хода поршня)

Рабочая камера труба - диаметр 25см, длинна 25 см, вытеснитель будет занимать примерно половину объема, и будет вращаться в ней на оси перпендикулярной поверхности поршня.

Внутри трубы, и на ее поверхности, будут доварены пластины, 2 мм с шагом 2 см, для более быстрого прогрева воздуха.

Давление атмосферное.
Перепад температуры 100С, (охлаждение жидкостное, завязано на систему отопления).
Нагрев и охлаждение будут осуществляться на своих половинках, см фото, т.е. одна половинка горячая, другая холодная... ну примерно такие вводные.

 

Лет двадцать пять-тридцать тому назад В УССР по-моему в Киеве выпсукался воздушноохлаждаемый стирлинг ( учебная модель) УДС-1 назывался. конструкционно сильно напоминающий Ваше творение. Объемом правда он был поменее около 0.5 литра. От открытого пламени газовой горелки по-паспорту выдавал 10Вт . Умельцы прикручивали водяное охлаждение и на вилке в 300 градусов получали почти в два раза больше. Правда КПД у него стремился к нулю


О!
Нашел упоминание в интернете
https://sites.google.com/site/yakavoska/articles/proekt-ustanovki
Оказывается эту лохматую бабушку еще десять лет после того гоняли. Хотя еще в мои студенческие годы эту штуку иначе как забавной игрушкой не называли

 

Yahen т.е. с моего на вскидку выйдет до 50 ватт, маловато конечно, но все равно доделаю, интересно посмотреть, что все таки будет.

Отличия моего от УДС-1 в вытеснителе, и площади теплообмена, он сделан по другому, в УДС он двигается туда сюда, а у меня вращаться будет между радиаторных пластин (которые приварю позже). Так уменьшится воздушное сопротивление, может что-то это и даст.

По поводу регенератора, там есть свои плюсы и минусы. КПД конечно он повышает, но с ним появляется паразитный объем, который снижает мощность и скорость теплопереноса.

 

50 Ватт, это если вилка температурная такая же в 300 градусов будет. А если всего в 60-70, то и мощность пропорционально меньше.
Ну и регенератор. Он как раз таки не снижает скорость теплопереноса а многократно ее ускоряет. Для того он и существует.

 

там поищите, была конкретно РАБОТАЮЩАЯ модель

 

Все равно, не смотря ни на что, я буду доделывать движок, что-то мне подсказывает, что его мощность будет больше чем 30 ватт. Сейчас высыхает силикон - гермопрокладка.

Тут я думал, думал, и придумал, как сделать высокоэффективный регенератор, в моем движке, который кроме КПД поднимет мощность и рабочий диапазон температур. Сейчас пока даже и не знаю, сразу делать с регенератором, или нужно попробовать испытать без него... посмотрим как оно сложится по ходу, дела, и какие материалы будут под рукой.

 

Так никто и не предлагает бросать работу. Любой результат - результат. Не попробовав сам никогда не узнаешь

 

Силикон еще не застыл из-за холода, блин повредил его немного. Подлил, теперь нужно еще время чтоб застыл.

Регенератор думаю сделать заодно с вытеснителем. Из пружинчатой губки, той что моют(отдирают) посуду в мойках. Как думаете получится?

Т.е. у меня есть 2 варианта вытеснителя:

1й - материал типа пенопласта (не знаю как точно называется, нашел на горище у отца)

2й - стальная сетка, внутри которой будет набита металлические мочалки, и комки запутанной медной проволоки.

В качестве маховика подумываю использовать маховик от жигулей, или что под руку попадется. Там по всему краю маховика есть зубцы (для привода стартером), и можно будет поставить генератор с небольшой шестеренкой подняв очень сильно обороты на его валу.

Как думаете правильно мыслю?