Вопросы проектирования тепловых двигателей с внешним нагревом

Предлагается рассмотреть плюсы и минусы различных вариантов тепловых двигателей с внешним нагревом, и попробовать найти ответы на насущьные вопросы - что делать, как делать и делать ли вообше

Задумываясь над постройкой теплового двигателя , дплее ТД ,приходится решать ряд вопросов

1 какой типТД выбрать

2 что будет источником тепла в ТД

3 размерность , большой- маленький

4 наверное самый главный , для чего он нужен, как его потом использовать

Это самые простые вопросы, что приходят в голову ,на самом деле их очень много, попробую дать ответ на первый, надеюсь , что меня дополнят и поправят если, что не так.

Выбирая тип ТД обычно вспоминают о стирлингах, о них очень много написано, много построено действующих моделей, среди них есть весьма красивые экземпляры, строят их как увлечение- хобби , к сожалению о действующих промышленных образцам мало информации. Сам я не являюсь поклонником стирлингов, поэтому отмечу некоторые его недостатки

1 необходимость совмещать рядом -вплотную двигатель, нагреватель,холодильник, на мой взгляд это накладывает серьезные ограничения на конструирование

2 необходимость применять жаропрочные материалы

3 сложности с регулировкой оборотов и мощности

4 эффективность двигателя сильно зависит от давления рабочего тела- газа от его температуры, как следствие это усложняет ТД

5 перенос тепла от его источника к рабочему телу происходит через стенку цилиндра, , как бы через преграду

На мой субъективный взгляд стирлинг не пригоден не для транспортного средства не для стационарной установки к качестве электростанции ,

Вторым по популярности ТД является поршневая паровая машина, за долгие годы их применения накоплен богатый опыт постройки и эксплуатации, есть успешные самодельные образцы .

О достоинствах и недостатках паровых машин все давно наслышаны, К сожалению в ограниченных условиях практический невозможно построить мощную, компактную и легкую поршневую машину пускай с низким КПД. зато возможно сделать небольшую паровую турбину, но у нее будут большие обороты, придется применять редуктор или ставить генератор.

Помимо перечисленных ТД есть еще и иные ,мене известные схемы, вот о них следует поговорить по подробней, есть весьма примечательные конструкции.

С удовольствием попишусь , почитаю .

В теме "Насчет паровых турбин на подводных лодках" активно обсуждали схему ТД но сказали не по теме и я создал свою

Для тех кто участвовал в предыдущих обсуждениях должен сказать, не смотря на все плюсы данного изобретения в нем оказался один огромный минус. да этот ТД может устойчиво работать, но его очень трудно запустить , как я сам этого раньше не понял...

Я уже задавал вопрос в теме подводных лодок, а как по вашему будет удаляться вода из цилиндров? При такте расширения, и очень низких оборотах ( 4-5 об/мин) она частично стечёт к сливной трубке, и сольётся, при условии что давление в НМТ останется избыточным. После впрыска холодной воды, после НМТ, вода неизбежно поедет наверх на поршне, удалить её оттуда можно только специальным насосом встроенным в поршень... И холодная вода, приехавшая на верх и подброшенная по инерции, неизбежно смешается с горячей.... Чем больше смотрю на вашу схему. тем больше нахожу её неработоспособной.

единственный двигатель в топике, который представляет интерес, который будет нешумно работать на небольшом перепаде температур, скажем, 60 - 40 градусов, а лучше ещё меньше

можете ?

А откуда берется теплая и холодная вода? И почему она попеременно должна подаваться , в смысле кто её направляет ? Источник энергии какой?

Постараюсь вставить более наглядные и подробные схемы

А откуда берется теплая и холодная вода? И почему она попеременно должна подаваться , в смысле кто её направляет ? Источник энергии какой?

Вот именно ЭНЕРГИЯ-где и откуда. Начинать надо с энергии и КПД. Конструкции практически "обсосаны". Вот с КПД похуже. Мне видится использование элементов тепловых насосов. К сожалению не хватает времени на исследования в этом направлении, но там есть огромные белые пятна, хотя бы то, что хладоагент возвращается к прежней температуре , а при этом выдаёт КПД (пусть условный) 300-500%. Думаю построению двигателя на этом принципе открывает переспективы к высочайшему КПД.

кпд совершенно не важно

кпд совершенно не важно

Этого -то хватает, например-http://www.physicstoys.narod.ru/page/Nizkotemperatyrnie.html

ТД может устойчиво работать, но его очень трудно запустить

Не нравится с водородом под давлением и плевать на КПД - делаете на воздухе с обьемом цилиндров в кубометр.

Этого -то хватает

этого не хватает, оно себя едва крутит

дайте хотя бы ватт сто-двести с пары-тройки киловатт тепла

этого не хватает, оно себя едва крутит

дайте хотя бы ватт сто-двести с пары-тройки киловатт тепла

Ну, вот... Тогда точнее выражайтесь. В принципе тогда всё дело в габаритах. Думаю и это вам не понравиться.... И круг замкнётся на КПД...... А КПД зависит от разницы температур. Легко найти теоретический КПД Стирлинга при данной разнице, а потом учесть КПД самого устройства и всё становится ясно. А вот с тепловым насосом пока не закрыть белые пятна исследованиями никто не скажет точно....

габариты ? зачем нам габариты

Если оно только себя может крутить , мне это очень нравится , смотреть , но не делать .

скажем, 10 кг, 10 литров на 100 ватт не напрягает

Я в этой теме агрегат предложил, тепловой: http://www.chipmaker.ru/topic/187082/page__st__1040 топик #1052

Вставил более подробную и наглядную схему

Посмотрел ваш пост с пропаном, думаю следует и последующие посты смотреть

габариты ? зачем нам габариты

Понятно, что габариты не нужны, а куда деваться, есть законы которые не обойти. От тепла рук будет двигаться только так, если побыстрее нужно всё тело, или несколько тел ( это такое образное объяснение). Второй параметр разница температур, ведь понятно, что разница в 10 градусов это одно , разница в 1000градусов это другое. Температура ( точнее разница температур) это та же энергия, та же мощность. Кроме этого существует теплоёмкость, теплопередача.... вещи от которых не уйти и там везде роль КПД неоспорима. Если у нас будет установка с КПД 1 % это одно, а если 70% это в 70раз лучше и при одних габаритах одна установка будет выдавать 1 КВт, то другая 70КВт. А если захотим чтобы с КПД 1% выдавала 70КВт, то её габарит надо увеличить и очень значительно (если не в те же 70раз). И если говорить о двигателе надо говорить о источнике энергии , принципе получения энергии, о способе преобразования в движение и в конце концов всё это определяется КПД. В этом отношении хороши хладоагенты которые кипят при комнатной температуре, позволяют использовать низкотепературные параметры процесса. Например используя даже топливо мы можем получить КПД близкое к 100% , а судя по тепловым насосам и превысить эту цифру при соответствующей площади теплообмена. Понятно над этим надо работать и работать и для меня очевидно направление работ. Начинать с конца-создавать двигатель непонятно с какими параметрами и задачами, по моему, пустая трата времени.

romka10.06

постараюсь по порядку отвечать, работа данного ТД у меня самого вызывает вопросы, один пуск чего стоит, пришлось между цилиндрами декомпрессионную перемычку вставить , предполагается в неработающем двигателе поршни находятся в произвольном положении, естественно в цилиндрах разный объем рабочего тела,

1 порядок пуска

2 открыть шаровой клапан декомпрессионной перемычки

3 подать напряжение на генератор и заставить его побыстрее вращать коленвал , они накопят инерцию

4 перекрыть декомпрессионную перемычку включить подачу горячей и теплой воды

после всего этого количество рабочего тела- газа выравняется обоих цилиндрах путем его перераспределения через сливные трубы и картер, постоянно попадающая в катер отработанная теплая вода будет скапливаться п приемнике и удалятся из него в систему по мере накопления

Опасения, что будет происходить обратный выброс отработанной воды в цилиндр маловероятны, так как в нем даже в при нижней мертвой точке поршня будет остаточное повышенное давление

70КВт

где вы увидели 70 квт