Проект стирлинга (ну, понеслась..)

Добрый день! Давненько не брал я в руки шашек.

Попробуем прожект стирлинга. Начнём с нагревателя/холодильника.

Хотелось бы знать, каковы шансы на внутренней поверхности отрезка стальной, чугуннной или алюминиевой трубы

внутренним диаметром 160мм и внешним 210мм, длиной 70мм,

прорезать рёбра длиной 70мм, высотой 17мм, толщиной у основания 0,5мм и шагом 1мм?

Сколько это может стоить и как это лучше технологически реализовать?

Рёбер будет примерно 350.

Шансы то всегда есть, но чем загадывать ребус чертежик нарисовали бы. А то эти прожекты я лично не понял

Как-то так.

Только на эрозии

Думаю не так и дорого, если не торопится и поискать

Делать лучше из меди

А почему нельзя как Энди Росс (см рисунок)?

С помощью специального приспособления пазы прорезаются фрезой на токарном или

фрезерном станке. Правда это он в данном случае режет алюминий. Я бы предпочёл

сталь, поскольку планирую температуру нагревателя 350С. Здесь подходит даже сталь 10.

Я верно догадался, что проблема в слишком тонком ребре?

А какое должно быть ребро, чтобы задача стала решаемой с помощью фрезерования?

Что будет дешевле - эрозия или такое приспособление?

А почему нельзя как Энди Росс (см рисунок)?

Можно. Найдете приспоспобу и фрезу? Сталюку или чугуний на 17 мм в глубину фрезой 1 мм...

> Профессор, а не...

Не знаю. Я не чипмейкер. Я теоретик :)

denis2, чистота после обработки какая нужна?

В идеале, чем чище, тем лучше, но пусть для начала будет как получится. По идее для ламинарного режима это не так важно.

Для этого приспособления еще делительное устройсво нужно.

У тебя какое оборудование есть?

Для этого приспособления еще делительное устройсво нужно.

идеале, чем чище, тем лучше, но пусть для начала будет как получится. По идее для ламинарного режима это не так важно.

Так ламинарный, он же не турбулентный. Завихрения из-за высокой шероховатости не страшны? По-хорошему, лучше, конечно, на эрозии прожечь это все. Одни сплошные плюсы.

У меня нет оборудования, я теоретик :) Зато есть к кому обратиться, и вот у них много чего есть. Касаемо приспособления, я надеюсь, что в форуме по стирлингам найдутся и заинтерсованные сделать его, потому что такой нагреватель в стирлингах часто попадается.

Хотя если они не помогут, придётся делать что-либо на заказ за деньги. Если, конечно, получится уложиться в смету.

Не сочтите занудой, но исполнитель задаст Вам тот же вопрос. Точность и чистота поверхности. От этого будет зависеть технология и стоимость.

Попытался прикинуть стоимость. Где-то на чипмейкере писали, что скорость реза при черновой обработке порядка 2мм/мин (2-4 для 20мм, а у меня аж 70мм, но пусть будет 2мм). Общая длина реза - примерно 12000 мм. Считая даже один проход, получаем время работы около 100 часов. При стоимости нормо-часа в 500 рублей (взял первую попавшуюся рекламу) стоимость составит 50000 руб. Как-то много. Или я что-то совсем неправильно понял?

Да нет, я вас не считаю занудой :) Это я дилетант.

По точности, наверное, хватит разброса в 5% между шириной самого толстого и самого тонкого зазора. Т.е., +-2,5 сотых. Глубина имеет мало значения, как и толщина ребра. По шероховатости желательно не более 1% от размера. Это получается 1 сотая, но пусть тоже будет две. Тут важнее, чтобы всё пазы были одинаковыми с точки зрения шероховатости. Я так понимаю, эрозионная технология вполне даёт такой результат.

Если разговор о сотках то только эрозия

Фреза в такой приспособе по стали даст +-0,1

Толщина фрезы к глубине реза не более 10 или меньше

В обычной делительной головке о 350 рёбрах забыть- 100-120

Такую приспособу изготовить можно, но для одного изделия ?

denis2, Эрозия именно что даст высокую чистоту поверхности и указанную точность. 2 мм/мин что-то уж слишком мало. Попробуйте Вашу задачу разместить в этой ветке http://www.chipmaker.ru/forum/290/ Там ребята с опытом. Расскажут сколько и за сколько.

Простите и меня тоже, но действительно - всё ли так жёстко рассчитано? Может, на пробу сгодилось бы 60 рёбер на длину окружности - это всяко проще сделать. Более опытные товарищи, возможно, подтвердят. Да и с шероховатостью, с учётом теплового расширения, нормы выглядят чересчур жёсткими (особенно без указания конкретного материала).

Это нормальный ход рассуждений. Никто не против, что "чем точнее, тем лучше", но конкретная точность упирается в пределы конкретной технологии. Вот, если Вы говорите, что "теоретик", было бы очень здорово оперировать Ra или Rz или ещё как-то. У вас ведь всё равно спросят, когда будете заказывать производство.

>Фреза в такой приспособе по стали даст +-0,1

Значит, нужно расширить паз до 2мм.

>Толщина фрезы к глубине реза не более 10 или меньше

>В обычной делительной головке о 350 рёбрах забыть- 100-120

Да, полный разгром :) А в необычной?

> Такую приспособу изготовить можно, но для одного изделия ?

Ну, у меня нет задачи сделать одно. Нужно оценить, реально ли вообще хоть как-то свести концы с концами в экономике, если это будет серия.

> Попробуйте Вашу задачу разместить в этой ветке http://www.chipmaker.ru/forum/290/ Там ребята с опытом.

Спасибо, попробую!

denis2, Необычная делительная головка-это CNC поворотный стол или станок с ЧПУ с осью С. Ось С дает минимум 0,001 градус поворота, поэтому ваши 350 резов-не проблема.

Вы бы нарисовали приличный эскиз, проставили размеры (хотелки), спросили, хотя бы здесь, о допусках и шероховатости, а потом можно и экономику считать. В диалоге Вы найдете и варианты, и знания, и понимание техпроцесса.

Я не по той теории теоретик. Почитал, что такое Ra и т.п., стало гораздо менее понятно. Средняя арифметическая шероховатость не даёт никаких оснований для выводов. Максимально-минимальная могла бы подойти, но опять же. Если встретятся на противоположных концах зазора две горы высотой 2% - это одно, а если гора и яма высотой по 2% - это уже другое. Поэтому "как получится" - это то, что надо. Но чтобы всем было приятно, пусть это будет диапазон Ra 12,5 .. Ra 25. Видимо, это не сложно реализовать, раз оно в Анурьеве стоит в начале таблицы. А как оно будет влиять на поток - только Богу известно. Если все зазоры будут достаточно одинаковыми, то скорее всего, будет приемлемо.

По точности - изменение ширины зазора на 10% приводит к изменению расхода на 20% и к существенному изменению КПД процесса теплопередачи. Например, был КПД данного зазора 90%, а стал 80%. В сумме по двум зазорам он станет где-нибудь 84%. В данном случае это не так страшно, но дальше увеличивать допуски не хочется.

Уменьшить число зазоров можно, но мощность двигателя упадёт. Если оставить 60 резов вместо 350, то упадёт на десятки процентов, если не в разы. Кроме того, мы тогда выпадем из ламинарного режима в нерекомендованный переходный - у меня для него даже формулы в программу не забиты. Поэтому смысла в таких экспериментах никакого нет. Если станет понятно, что слишком дорого, значит правильнее будет вообще ничего не делать.

Не понял про шероховатость и КТР - какая связь? Деталь находится при более-менее однородной температуре, все пазы расширяются одинаково.

Мне прислали первую оценку стоимости. Насчитали 50 тыр при мелкой серии за штуку. Как я пальцем в небо попал :) Или чел на чипмейкер слазил?

Ну, допустим, так лучше? Шероховатость - имеется в виду средний размер выступов и впадин может быть от 6,3 до 25 мкм. На самом деле я честно не знаю, какой он должен быть. Может и 50 сойдёт. Не знаю, правильно ли обозначил. Ну и вообще прошу ругать, если что-то непонятно или маразм нарисован.

Число зазоров уменьшил до 180, рёбра и зазоры стали намного толще, допуски - больше. Неуказанные допуски +-0,1мм.

Угловой размер не обязан точно соблюдаться, но каждое следующее ребро должно быть под углом, кратным 2 градусам от оси X +-0,12 градуса (честно сказать, пока не считал. Основное - нужно чтобы рёбра не зарезались, на это вроде хватает допуска в +-0,25 градуса, но пусть запас будет).

Отношение высоты паза к ширине теперь меньше 10, теперь получится фрезой порезать?

По программе я этот вариант прогнал. Как ни странно, стало даже лучше.

Не верю я своей программе после этого, но другую пока не завезли.

Материал ?

Не знаю про стирлинги, но со своего мотоциклетного и компьютерного опыта знаю что слишком малый зазор между ребрами неэффективен для теплообмена. Лучше делать ребра больше, но и зазор между ними больше.

> Материал ?

Сталь 20, бронза или алюминий. Вообще для нагревателя сталь (там толщина ребра и зазор будут раза в полтора покрупнее), а для холодильника алюминий. Ещё я подумал, что эту деталь можно сделать составной из трёх-четырёх секторов, которые впоследствии соединяются. Тогда можно обойтись без приспособления.

> но со своего мотоциклетного и компьютерного опыта знаю что слишком малый зазор между ребрами неэффективен для теплообмена.

1) А ты посмотри на кондиционеры. 2) В Стирлинге теплообменник должен быть компактным, т.е. в нём должно помещаться мало воздуха. 3) Это все считается по формулам