Перейти к содержимому



Стирлинг для самобеглой коляски


Сообщений в теме: 313

#41
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 12 March 2016 - 22:09
12 March 2016 - 22:09

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей
Domsa, я думаю что создает крутящий момент в стирлинге- рабочий поршень! в двойной гамме он (как мне кажется) ну очень маленький и соответственно крутящий момент будет тоже не большой! мне же важен только крутящий момент и все.
у альфы поршень больше и давление на него тоже больше.
мои догадки так сказать- может я и не прав.

#42
romka10.06 Отправлено 12 March 2016 - 22:26
12 March 2016 - 22:26

     

    • Изображения romka10.06
  • Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 877 сообщений
  • Город:Тверь
  • Имя:Роман
Фандюшин А.Д., Если вам нужен только крутящий момент, зачем вам двигатель вообще? Повесьте пудовую гирю на длинный рычаг, и радуйтесь :)

#43
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 12 March 2016 - 22:28
12 March 2016 - 22:28

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей
romka10.06, вы так уже делали? обрадовались?
мне же интересно что я написал, т.е. стирлинг

#44
Domsa Отправлено 12 March 2016 - 22:30
12 March 2016 - 22:30

    • Изображения Domsa
  • Новичок
  • 13 сообщений
  • Имя:Домса
Нет, это не верное утверждение. Размеры поршня в основном зависят от разницы температур. Т.е. если вы делаете гамму с нагревом 60С и охлаждением 30С, то диаметр поршня будет в 10 раз меньше диаметра вытеснителя. А если разница 600С и 30С, то здесь будет скорее всего одинаково. Не смотрите на картинки, они только для разбора принципа работы.
У двойной гаммы удельная мощность на рабочем поршне в два раза больше и соответственно поршень будет в первом полуобороте вала толкать его вниз, а во втором полуобороте тянуть его вверх.
И какую бы вы не выбрали конструкцию, вы же сами правильно говорили, увеличиваете плечо на коленвале и делов то. Вот вам и повышение момента.
Многие предпочитают альфу именно из-за возможности V-образного размещения поршней на обычном шатуне.

#45
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 12 March 2016 - 22:32
12 March 2016 - 22:32

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей
Domsa, спасибо за подсказки- очень много прояснило по устройству (даже то что не пишут ни где)

#46
Domsa Отправлено 12 March 2016 - 22:34
12 March 2016 - 22:34

    • Изображения Domsa
  • Новичок
  • 13 сообщений
  • Имя:Домса

Просмотр сообщенияФандюшин А.Д. (12 March 2016 - 22:28) писал:

romka10.06, вы так уже делали? обрадовались?
))))))))))))
Они просто злятся, потому что не могут сделать стирлинга на 3-4 кВт )))))
Я тоже злюсь, ибо вообще ни одного стирлинга не могу сделать ))))

#47
dimdim18 Отправлено 12 March 2016 - 22:46
12 March 2016 - 22:46

    4-ый разряд

    • Изображения dimdim18
  • Members
  • PipPipPipPip
  • 151 сообщений
  • Город:запорожская обл
  • Имя:Димон
здравствуйте очень интересная тема, в сети проскакивала информация о стирлинге с фазовым переходом, но рабочей модели, сколько не искал, не смог найти. может кто располагает информацией такого рода. как мне кажется, если судить по предварительным прикидкам, вполне заслуживающий внимания вариант мощного двигателя.

#48
John Jack Отправлено 12 March 2016 - 23:19
12 March 2016 - 23:19

     

    • Изображения John Jack
  • Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 2605 сообщений
  • Город:Москва
Стирлинг работает тогда, когда воздух в нём нагревается и остывает прямо в цилиндрах. Одновременно с сжатием-расширением. Греть и охлаждать надо сами цилиндры, а не переходы между ними. В вашей схеме же воздух просто будет ходить по кругу, независимо от движения поршней.

Греть воздух в отдельном теплообменнике можно, но для этого нужна другая механика — машина наподобие паровой, с управляемыми клапанами, и отдельно компрессор, чтобы качать воздух в "котёл".

Регулировать мощность стиргинга проще всего меняя давление в системе. От давления зависит именно мощность, а не эффективность.
Например так. Компрессор подкачивает не сам двигатель, а ресивер. Нажали на газ — открывается клапан и давление из ресивера надувает стирлинг. Отпустили — открывается другой клапан, воздух выходит (на вход компрессора, чтобы не терять).

#49
fhntv Отправлено 13 March 2016 - 02:10
13 March 2016 - 02:10

     

    • Изображения fhntv
  • Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 917 сообщений

Просмотр сообщенияJohn Jack (12 March 2016 - 23:19) писал:

Компрессор
право же сомнительно что самопального стирлинга хватит на компрессор :)
как там поживает турбина из фольги ?

#50
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 13 March 2016 - 08:14
13 March 2016 - 08:14

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей

Просмотр сообщенияJohn Jack (12 March 2016 - 23:19) писал:

Стирлинг работает тогда, когда воздух в нём нагревается и остывает прямо в цилиндрах
вот заводской стирлинг- рабочее тело греется в кольце-не в цилиндре
Стирлинг для самобеглой коляски: public675484678005.jpg
однако так же поступает в горячий цилиндр и вытесняется ...

#51
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 13 March 2016 - 09:32
13 March 2016 - 09:32

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей
Подскажите формулу расчета объемов нагретого и холодного цилиндров (по возможности на пальцах)-мне понятней когда объяснят...

#52
denis2 Отправлено 13 March 2016 - 10:22
13 March 2016 - 10:22

     

    • Галерея denis2
    • Изображения denis2
  • Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 667 сообщений
  • Город:Ивантеевка

Просмотр сообщенияromka10.06 (11 March 2016 - 00:01) писал:

Мне кажется регулирование мощности будет проблемой на уровне постройки самого двигателя, denis2, как вы думаете?
Думаю, да, принимать во внимание надо сразу. Хотя я не знаю, как планируется коробка передач. Вроде крутящий момент при нулевой скорости может упасть до нуля, если подольше постоять и утечки через уплотнения сработают. Как вариант я бы сделал дополнительно систему клапанов и два ресивера (низкого и высокого давления) для газа - это тоже способ управления и заодно запас энергии.

#53
denis2 Отправлено 13 March 2016 - 11:14
13 March 2016 - 11:14

     

    • Галерея denis2
    • Изображения denis2
  • Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 667 сообщений
  • Город:Ивантеевка

Просмотр сообщенияФандюшин А.Д. (13 March 2016 - 09:32) писал:

Подскажите формулу расчета объемов нагретого и холодного цилиндров (по возможности на пальцах)-мне понятней когда объяснят...
Всё плохо. Можно составить такую формулу эмпирически, но нет достаточной информации. Есть принципиально два пути:

- использование лучших данных по сделанным двигателям. Это тупиковый путь, потому что данные могут быть рекламой или просто не быть полными. Скажем, не все могут померять температуру нагревателя.

- построение мат. моделей и извлечение формулы из этих моделей. Это тоже тупиковый путь, потому что общедоступных и качественных моделей в природе нет.

Кроме того, формула будет для двигателя, в котором всё сделано без упущений. Достаточно одного упущения и вы получите мощность в 10 раз меньше формулы.
Я написал программу моделирования стирлингов, https://bitbucket.or...stirling-engine . Она позволяет по данному набору параметров Стирлинга получить результаты его работы. Но не наоборот - по мощности нельзя получить размер цилиндра - надо подбирать не только размер цилиндра, а полный набор параметров. Достоверность моей программы - большой вопрос. Я её кое с чем сверял, но ошибки всё равно могут остаться. Есть и другие программы, в основном они страдают теми же недостатками что и моя.

Из самых простых методик есть "число Била". Это инженерная эмпирическая формула. Для высокотемпературных стирлингов формула
выглядит так (источник здесь):

W = B P V N

где W - мощность на валу, Вт
P - среднее давление в атмосферах
V - объём рабочего цилиндра в см3
N - частота вращения, об/сек
B - число Била - 0,015 для хорошо сделанных высокотемпературных машин

Число Била определяется путём изучения реальных машин. Оно зависит от типа машины и примерно показывает, что можно ожидать от такого типа машины. Если что-то поменять в машине (в том числе, если сильно поменять её размер), то число Била нужно определять заново. Поэтому его применение тоже ограничено.

У вас скорее всего не получится температура нагревателя 650С, потому что топка на дровах. Чтобы такая топка была экономичной, ей нужен подогреватель воздуха:
выхлопной газ должен греть воздух, поступающий внутрь топки. Но дрова легко дают сажу и смолу. Эксплуатация превратится в ад - подогреватель всё время придётся чистить. Или нужно будет возить на запятках гениального кочегара. Я не могу сказать, где находится оптимальная температура, но я в своём проекте рассчитывал на температуру нагревателя до 300-400С.

Если температура будет не 650С, то и число Била будет меньше. Насколько - не могу сказать. Вот результаты расчёта одной из моих машин (не построенных, а просто мат. моделей):

объём области сжатия и расширения 800см3
давление водорода 22атм
мощность на валу 1,9 кВт
частота вращения 1000 об/мин
температура нагревателя 330С
температура холодильника 20С
КПД 31%

Здесь число Била получается 1900/(22*800*17)=0,0064

Замена газа в ряду водород-гелий-воздух тоже ухудшает достижимые показатели. Насколько? Я бы сказал, что гелий раза в 1,3-1,5 раз хуже водорода, а воздух - раз в 10. Это всё ориентировочные цифры, на которые особо не полагайтесь, и я их беру из памяти, а я уже давно не в этой теме. Но это не значит, что в плохо работающую машину на воздухе стоит заправить водород и она станет в 10 раз мощнее. Если она упирается в площадь нагревателя, то водород ей не поможет, а если в утечки - она может начать работать ещё хуже.

Сообщение отредактировал denis2: 13 March 2016 - 11:17


#54
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 13 March 2016 - 11:16
13 March 2016 - 11:16

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей

Просмотр сообщенияdenis2 (13 March 2016 - 10:22) писал:

Думаю, да, принимать во внимание надо сразу. Хотя я не знаю, как планируется коробка передач. Вроде крутящий момент при нулевой скорости может упасть до нуля, если подольше постоять и утечки через уплотнения сработают. Как вариант я бы сделал дополнительно систему клапанов и два ресивера (низкого и высокого давления) для газа - это тоже способ управления и заодно запас энергии.
после двигателя будет идти вариатор (с ручным выбором передаточного числа) и понижающий редуктор 1:3 (3.4) и вал колес. при трогании естественно будет провал (но не большой) по оборотам и дальнейший разгон до рабочих пройдет очень быстро-т.к. редукция большая, а масса коляски маленькая...

#55
denis2 Отправлено 13 March 2016 - 11:24
13 March 2016 - 11:24

     

    • Галерея denis2
    • Изображения denis2
  • Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 667 сообщений
  • Город:Ивантеевка
Фандюшин А.Д., у нас в России есть Федяев Александр, который сделал несколько стирлингов. Может быть, вам будет интересно с ним пообщаться https://www.youtube....ser/sasafed1970

#56
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 13 March 2016 - 11:46
13 March 2016 - 11:46

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей
denis2, общаюсь)
пусть будет двойная гамма с одним рабочим цилиндром! как посчитать объемы того и того?

#57
fhntv Отправлено 13 March 2016 - 12:47
13 March 2016 - 12:47

     

    • Изображения fhntv
  • Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 917 сообщений

Просмотр сообщенияФандюшин А.Д. (13 March 2016 - 11:16) писал:

после двигателя будет идти вариатор
минус 40% за счет вариатора сразу.
вам там разбазаривать решительно нечего.
откажитесь от вариатора иначе она не то что не тронется с места а даже не дернется...

для сравнения вариаторный мопед потребляет на 30% больше бензина чем с мех.кпп
и едет хуже и медленнее

#58
denis2 Отправлено 13 March 2016 - 12:53
13 March 2016 - 12:53

     

    • Галерея denis2
    • Изображения denis2
  • Members
  • PipPipPipPipPipPipPipPip
  • 667 сообщений
  • Город:Ивантеевка
> пусть будет двойная гамма с одним рабочим цилиндром!
С одним не пойдёт. У неё неравномерный крутящий момент, я уже писал об этом. Равный нулю в мёртвых точках. Не знаю, что у вас с вариатором (даже не знаю, какой у него диапазон передаточных чисел), а без тяжёлого маховика, стартёра и сцепления вы не обойдётесь в этом случае. Если вы хотите низкооборотный стирлинг, то это может стать нерешаемой проблемой, после того, как вы узнаете вес маховика.

Как посчитать - ну я написал же. Простая формула перед вами, а чтобы по-нормальному посчитать - нужны долгие зимние вечера, думается, у вас их вполне достаточно.

#59
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 13 March 2016 - 15:08
13 March 2016 - 15:08

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей

Просмотр сообщенияfhntv (13 March 2016 - 12:47) писал:

минус 40% за счет вариатора сразу.
вам там разбазаривать решительно нечего.
откажитесь от вариатора иначе она не то что не тронется с места а даже не дернется...

для сравнения вариаторный мопед потребляет на 30% больше бензина чем с мех.кпп
и едет хуже и медленнее
как раз наоборот. поясню чуть ниже почему...
а пока - поясните мне в связи с чем такой расход с вариатором у мопеда?
я поясню- из-за постоянного перекручивания для поддержания нужного передаточного из-за автоматического выбора (центробежного).
теперь про вариатор упомянутый мной- передаточное от 1:4 до прямой передачи, выбор передаточного происходит по вашему нажатию педали газа, т.е. сначала он разомкнут и после нажатия смыкается и происходит передача крутящего момента на пониженной и происходит трогание...
я же просто заменяю мкпп вариатором- только из-за более плавного выбора передаточного числа без переключения и сцепления.
и общая редукция от двигателя к колесам получается- 13.6 (это при 30Н/м равно- 408Н/м на колесе. при пониженной, при повышенной - 102Н/м).
маховик будет- стартер под вопросом (возможно будет заводка за маховик рукой)

#60
Автор темы  Фандюшин А.Д. Отправлено 13 March 2016 - 15:59
13 March 2016 - 15:59

    3-ий разряд

    • Изображения Фандюшин А.Д.
  • Members
  • PipPipPip
  • 120 сообщений
  • Имя:Андрей
по той формуле получается что рабочий цилиндр будет объемом 40см3-не мало?
напомню параметры:
1.8 кВт
600 об/мин
5 атм





Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 зарегистрированных, 1 гостей, 0 скрытых