Теория и практика мощных стирлингов

Страница 1 из 2 1, 2  Следующий

Предыдущая тема Следующая тема Перейти вниз

Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Вт Фев 03, 2015 8:17 am

Прочитал все темы. С теоретическими выкладками согласен.
А вот с практикой, т.е. построения стирлингов на большие мощности - однозначного решения нет.
Не идут у самодельщиков мощные моторы дажэ при достаточной станочной оснастки, материалов,
чертежей, готовых моделей и т. д. Или русские умельцы перестали удивлять весь мир своими изобретениями.
Так ли это, давайте разберемся .Здесь я предлагаю обсудить причины и сделать соответствующие выводы.
Будем конструировать стирлинг мощностью от 5кВТ до 50кВТ и с к.п.д. не менее 33%
Начну с себя.
1. Да многие действующие образцы засекречены.
2. Большая часть конструкторов ( себя тоже отношу кним) просто не понимают как же всетаки работает стирлинг
3. Работа ДВС разобрана по "косточкам", чего не скажешь про стирлинг.
4. Во многих статьях описана механика двигателя , но совсем нельзя определить параметры: давление, объем,
температуру в данный момент времени,
5. Приведу один любопытный пример: возьмем прочный стальной баллон 50л с вентилем. Внутри баллона рабочее тело
- воздух, закачаем в него дополнительно часть воздуха до давления 10 Атм. После этого нагреем баллон от 273К до 819К. А далее подсоединим к ветилю с помощью шлага пневмоцилиндр накаченный тожэ до 10 Атм объемом 4л с задвинутым штоком.
И наконец резко откроем вентиль.
В результате расширения газа поршень совершит работу, определяемую как А=17,7х100000Па х (0.004м.куб)=
7080 Дж. это полезная работа.
посчитаем затраченную энергию:Объем пневмоцилиндра заполнен был массой воздуха,нагретый до819К
В холодном состоянии этот объем -4л имеет в три раза меньшие размеры и будет равен 1,3л (0,0013м.куб )
Затраченую энергию считают по формуле:
Q=1,2 кг / м.куб * 1кДж / кг*К *10Атм *0,0013м.куб *546 град =8500 Дж.

к.п.д.(на одном такте) = 7080 *100% /8500 =83 %


:Жду коментариев

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Teoretic в Вт Фев 03, 2015 9:06 pm

Если вы хотите рассматривать двигатель, а не какую-то одноразовую фигню, то для начала перейдите к рассмотрению замкнутого цикла, у которого начальное и конечное положение полностью идентичны.
И баланс энергии тщательнее считайте. А там посмотрим.
В одноразовых конструкциях (незамкнутый цикл) возможен и 100% КПД.
avatar
Teoretic

Сообщения : 108
Дата регистрации : 2011-07-08
Возраст : 57
Откуда : г. Армавир Краснодарский край

Посмотреть профиль http://bk0010.narod.ru/pashigorov/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Ср Фев 04, 2015 1:25 am

[[quote]i][color=#ff99ff][color=#9999ff]
Teoretic пишет:Если вы хотите рассматривать двигатель, а не какую-то одноразовую фигню, то для начала перейдите к рассмотрению замкнутого цикла, у которого начальное и конечное положение полностью идентичны.
И баланс энергии тщательнее считайте. А там посмотрим.
В одноразовых конструкциях (незамкнутый цикл) возможен и 100% КПД.




Прошу преждевременных заключений не делать. Вспомните первое начало термодинамики:

Q = (U2-U1) +A, где Q - подведенная энергия,Дж, A - совершенная мех. работа,Дж, (U2-U1) - внутренняя
энергия газа,Дж, и эта энергия всегда будет иметь место, когда рабочие температуры будут далеки от абсолютного
нуля, поэтому я в начале заложил в расчеты Т1 =273К , Т2 =819К .

Далее, чтобы пошло "замыкание" процесса нужно с чего-то начать. Я по профессии радиоинженер и у нас принято, чтобы заработал электродвигатель, начала функционировать электросхема ,зашевелились приборы и т.д. все надо
начинать с нулевых условий.
Применительно ко всем тепловым двигателям процесс начинается с такта сжатия (затрачивая внешнюю энергию).
Яркий пример с ДВС.

Но вернусь к началу темы: на моем примере уже совершено два такта - сжатие (внешними силами) и рабочий ход.
Чтобы заместить внешние силы, их нужно взять у энергии рабочего хода.
для этого вообразим эскиз полной конструкции будущего двигателя.

И так. К штоку 4л пневмоцилиндра шарнирно прикрепляем рычаг (на изгиб должен выдерживать силу в 1 тонну)
длиной 900-1000 мм. Другой конец рычага - шарнирно прикручиваем к станине.
Далее приобретаем второй пневмоцилиндр , лучше промышленного, изготовления и не имеющих утечек в уплотнениях штока и торцовых крышек . Это будет холодный цилиндр. Обязательно объемы горячего и холодного
цилиндров должны иметь 3 / 1 с отклонением 3%. Поэтому целесообразней приобрести холодный пневмоцилиндр
объемом -50% +150% от рекомендуемой величины, а после этого идти к токарю, а затем к хорошему расточнику
с целью изготовить гильзу и поршень для горячего цилиндра.

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Чт Фев 05, 2015 4:19 am

rocosov пишет:
e]i]
Teoretic пишет:Если вы хотите рассматривать двигатель, а не какую-то одноразовую фигню, то для начала перейдите к рассмотрению замкнутого цикла, у которого начальное и конечное положение полностью идентичны.
И баланс энергии тщательнее считайте. А там посмотрим.
В одноразовых конструкциях (незамкнутый цикл) возможен и 100% КПД.





Прошу преждевременных заключений не делать. Вспомните первое начало термодинамики:

Q = (U2-U1) +A,      где Q - подведенная энергия,Дж,  A - совершенная мех. работа,Дж, (U2-U1) - внутренняя
энергия газа,Дж, и эта энергия всегда будет иметь место, когда рабочие температуры будут далеки от абсолютного
нуля, поэтому я в начале заложил в расчеты Т1 =273К , Т2 =819К .

Далее, чтобы пошло "замыкание" процесса нужно с чего-то начать. Я по профессии радиоинженер и у нас принято, чтобы заработал электродвигатель, начала функционировать электросхема ,зашевелились приборы и т.д.  все надо
начинать  с нулевых условий.
Применительно ко всем тепловым двигателям процесс начинается с такта сжатия (затрачивая внешнюю энергию).
Яркий пример с ДВС.

Но вернусь к началу темы: на моем примере уже совершено два такта - сжатие (внешними силами) и рабочий ход.
Чтобы заместить внешние силы, их нужно взять у энергии рабочего хода.
для этого вообразим эскиз полной конструкции будущего двигателя.

И так. К штоку 4л пневмоцилиндра шарнирно прикрепляем рычаг (на изгиб должен выдерживать силу в 1 тонну)
длиной 900-1000 мм. Другой конец рычага - шарнирно прикручиваем к станине.
Далее приобретаем второй пневмоцилиндр , лучше промышленного, изготовления и не имеющих утечек в уплотнениях штока и торцовых крышек . Это будет холодный цилиндр. Обязательно объемы горячего и   холодного
цилиндров должны иметь  3 / 1  с отклонением 3%. Поэтому целесообразней приобрести холодный пневмоцилиндр
объемом -50% +150% от рекомендуемой величины, а после этого идти к токарю, а затем к хорошему расточнику
с целью изготовить гильзу и поршень для горячего цилиндра.
[/


Целый день писал текст,подбирал предложения, чтоб понятней и доступно всем было.Текст получился на 1,5 страницы . И наконец нажал "отправить". Побыл этот текст в общей "колоде" форума 20-30 сек., а потом исчез,как корова языком слизала подскажите что я не так сделал нецензурно не выражался никого не оскорблял, а может причина не во мне?

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Чт Фев 05, 2015 7:32 am

rocosov пишет:
rocosov пишет:
e]i]
Teoretic пишет:Если вы хотите рассматривать двигатель, а не какую-то одноразовую фигню, то для начала перейдите к рассмотрению замкнутого цикла, у которого начальное и конечное положение полностью идентичны.
И баланс энергии тщательнее считайте. А там посмотрим.
В одноразовых конструкциях (незамкнутый цикл) возможен и 100% КПД.





Прошу преждевременных заключений не делать. Вспомните первое начало термодинамики:

Q = (U2-U1) +A,      где Q - подведенная энергия,Дж,  A - совершенная мех. работа,Дж, (U2-U1) - внутренняя
энергия газа,Дж, и эта энергия всегда будет иметь место, когда рабочие температуры будут далеки от абсолютного
нуля, поэтому я в начале заложил в расчеты Т1 =273К , Т2 =819К .

Далее, чтобы пошло "замыкание" процесса нужно с чего-то начать. Я по профессии радиоинженер и у нас принято, чтобы заработал электродвигатель, начала функционировать электросхема ,зашевелились приборы и т.д.  все надо
начинать  с нулевых условий.
Применительно ко всем тепловым двигателям процесс начинается с такта сжатия (затрачивая внешнюю энергию).
Яркий пример с ДВС.

Но вернусь к началу темы: на моем примере уже совершено два такта - сжатие (внешними силами) и рабочий ход.
Чтобы заместить внешние силы, их нужно взять у энергии рабочего хода.
для этого вообразим эскиз полной конструкции будущего двигателя.

И так. К штоку 4л пневмоцилиндра шарнирно прикрепляем рычаг (на изгиб должен выдерживать силу в 1 тонну)
длиной 900-1000 мм. Другой конец рычага - шарнирно прикручиваем к станине.
Далее приобретаем второй пневмоцилиндр , лучше промышленного, изготовления и не имеющих утечек в уплотнениях штока и торцовых крышек . Это будет холодный цилиндр. Обязательно объемы горячего и   холодного
цилиндров должны иметь  3 / 1  с отклонением 3%. Поэтому целесообразней приобрести холодный пневмоцилиндр
объемом -50% +150% от рекомендуемой величины, а после этого идти к токарю, а затем к хорошему расточнику
с целью изготовить гильзу и поршень для горячего цилиндра.
[/


Целый день писал текст,подбирал предложения, чтоб понятней и доступно всем было.Текст получился на 1,5 страницы . И наконец нажал "отправить". Побыл этот текст в общей "колоде" форума 20-30 сек., а потом исчез,как корова языком слизала подскажите что я не так сделал нецензурно не выражался никого не оскорблял, а может причина не во мне?

Ладно, напишу быстро и по короче.
Конструкция двигателя представляет небольшую объемную раму, внутри неё шарнирно одним концом горизонтально закреплен мощный рычаг ( L =1000мм), к другому концу рычага шарнирно прикреплен шток
горячего цилиндра объемом 4л. Сам цилиндр с низу шарнирно соединен к станине ( раме).холодный цилиндр объемом 1,3 л точно также соединен шарнирами, только шток присоединен к рычагу в районе его середины.
Вообще-то нужно точно расчитать по правилам рычага.

Оба цилиндра соединены между собой вентилями и эффективными охладителями.
От нагреваемого 50 л баллона идут два трубопровода,которые через вентили
подсоединяются к горячему и холодному цилиндрам. Последнее в конструкции это шатун шарнирно,закрепленный
на рычаге одним концом, а другим - к маховику,насаженному на вал электрогенератора.

РАботает двигатель так: перед запуском во все емкости 50л, 4л, 1,3л нужно закачать дополнительно часть
воздуха и довести давление до 10атм. далее включаем источник нагрева и греем баллон 50л до Тр=819К
(546град Ц.) Двигатель к работе готов. Вообще-то еще нужна ситема электроавтоматики,чтобы управлять
вентилями. Но на первый раз открывать и закрывать их будем в ручную, главное посмотреть как происходит
работа. И так отркываем вентиль N1 от 50л баллона и направляем давление в нулевой объем горячего цилиндра
одновременно вместе с N1 открываем вентиль N2 и направляем объем =4л горячего цилиндра в нулевой объем
холодного цилиндра через охладитель. Объем =1.3л холодного цилиндра через открытый вентиль N3 поступает
в 50л баллон,компенсируя падение давления при первом и последующих тактах
При такой конструкции полезная работа на валу маховика будет определяться следующим образом:

Аполезн = Qполезн - Qпотери, где Qполезн =7120Дж , Qпотери = 2373Дж.

Итого имеем Аполезн =4747Дж ---- за 1 такт. (0,5сек).

Работа,совершенная за 1 цикл равна 4747Дж*2=9494Дж.

К.п.д. машины равен 9494Дж*100% / 17000Дж = 56%


rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Teoretic в Чт Фев 05, 2015 5:51 pm

Вы бы набросали эскизик вашей машины, а то непонятности всякие...

1. Вы накачиваете резервуар на 10 атм, а потом греете до 819К. так?
А разве давление в резервуаре не должно при этом подняться до 30 атм?

2. Каким образом 1.3 л при 10 атм компенсируют потерю 4 л при 30 атм?

Вообще непонятно распределение давления в вашей системе. Рисуйте.

3. В ваших рассуждениях мы не пришли к исходному состоянию.

4. Температура 819 К легко достижима? А пневмоцилиндры так запросто работают при такой температуре (вместе со всеми своими уплотнениями)?

5. Температура холодильника 273 К легко достижима? Установку предполагается эксплуатировать за полярным кругом? Чем охлаждать будем?

Чтобы избежать потери текста, откройте какой-нибудь Блокнот, что ли, и пишите в нем, сохраняясь почаще. А потом скопируйте текст в ответ...
avatar
Teoretic

Сообщения : 108
Дата регистрации : 2011-07-08
Возраст : 57
Откуда : г. Армавир Краснодарский край

Посмотреть профиль http://bk0010.narod.ru/pashigorov/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Пт Фев 06, 2015 12:26 am

Teoretic пишет:Вы бы набросали эскизик вашей машины, а то непонятности всякие...

1. Вы накачиваете резервуар на 10 атм, а потом греете до 819К. так?
А разве давление в резервуаре не должно при этом подняться до 30 атм?

2. Каким образом 1.3 л при 10 атм компенсируют потерю 4 л при 30 атм?

Вообще непонятно распределение давления в вашей системе. Рисуйте.

3. В ваших рассуждениях мы не пришли к исходному состоянию.

4. Температура 819 К легко достижима? А пневмоцилиндры так запросто работают при такой температуре (вместе со всеми своими уплотнениями)?

5. Температура холодильника 273 К легко достижима? Установку предполагается эксплуатировать за полярным кругом? Чем охлаждать будем?

Чтобы избежать потери текста, откройте какой-нибудь Блокнот, что ли, и пишите в нем, сохраняясь почаще. А потом скопируйте текст в ответ...


Нарисовать конструкцию машины - нет времени, лучше повнятнее опишу принцип действия. Имеем источник
постоянного давления, разогретый 50 л баллон до 546 град. Ц., в котором создано макс. давление 30 атм.
При запуске двигателя открываем вентиль N1 и направляем давление в нулевой объем горячего цилиндра.
при этом горячий цилиндр вмещая в себя 4 л газа из 50 л баллона уменьшает давление с 30 атм до 27,8 атм.
был бы 50 л баллон не на 50 л, а скажем 1000 л уменьшение давления было бы не заметным и его можно было бы
пренебречь.Но в нашем примере 2,2 атм нужно учитывать.Расширившийся газ переместил поршень в 4 л цилиндре
который совершил работу,равную 17 .8 атм* 4 л = 17.8 *100000 Па * 0,004м.куб. = 7120 Дж
Холодный цилиндр работает исключительно при температуре окружающей среды ( 0 - 30 град. Ц.) для этого
на конструкцию придется ставить двухконтурную систему с принудительной циркуляцией и обдувом.
Вернемся к началу запуска, вместе с вентилем N1 открываем вентиль N2 и N3 . По вентилю N2 газ из полного
объема ( 4л ) горячего цилиндра (в процессе работы это предыдущая порция) движением поршня, проходя через
охладители-теплообменники заполняет расширяющуюся полость холодного цилиндра. Благодаря правильному
подбору кинематической связи с горячим цилиндром перекачка воздуха происходит без повышения и понижения
давления, т.е. без лишних потерь. В результате от начала такта и до конца газ,пройдя систему охлаждения,
имеет параметры: температура: от 819 К до 273 К, Объем от 4 л до 1,3 л ,давление равно 27.8 атм - 10 атм=
17,8 атм . По вентилю N 3 происходит возврат порции газа из холодного цилиндра в 50 л баллон.
При достаточном подводе тепла эта порция быстро нагревается и доводит рабочее давление до 30 атм.
Аналогично происходит работа во 2 такте: открываются вентили N4 , N5 , N6 , а вентили N1 , N2 , N3 - закрыты.
Расчет баланса энергии за 1такт: (0,5сек)

Qзатрач.= 1,2кг / м. куб. * 1кДЖ / кг * К * 0,0013 м. куб. *10 атм *546 град. =8500 Дж

Qполезн.= 17,8*100000Па *0,004м.куб = 7120 Дж

Qпотер. = 17,8*100000Па *0,0013м.куб=2314Дж

Авых= 7120Дж - 2314Дж =4806Дж

Ацикл.=4806*2=9612Дж

Учитывая дополнительные потери на циркуляцию охлаждающей жидкости и вентиляцию, конечная величина Ацикл
будет равна 9500Дж. переведя энергию на вал маховика получим 9500 Вт при 60 об / мин.

К.п.д. двигателя равен 9500 *100% /17000 = 56%


rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Teoretic в Пт Фев 06, 2015 7:53 pm

Ничего не понятно.

1. На первом такте горячий цилиндр заполнился воздухом с Т = 819 К и давлением
Р = 30 атм.

2. Из холодного цилиндра воздух в резервуар не пойдет, пока давление в нем не
достигнет 30 атм. А значит, из горячего цилиндра воздух выйдет не весь, в
холодном цилиндре также поршень остановится в промежуточном положении. Во
всех цилиндрах установится давление 30 атм.

Как дальше оно работает?

Рисуйте эскиз.
avatar
Teoretic

Сообщения : 108
Дата регистрации : 2011-07-08
Возраст : 57
Откуда : г. Армавир Краснодарский край

Посмотреть профиль http://bk0010.narod.ru/pashigorov/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Ribachok в Сб Фев 07, 2015 1:13 am

Заработает,если у горячего цилиндра диаметр (площадь поверхности поршня)больше,чем у холодного.Двигатель Эриксона)

Ribachok

Сообщения : 16
Дата регистрации : 2014-10-31

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Ribachok в Сб Фев 07, 2015 1:40 am

" />

Ribachok

Сообщения : 16
Дата регистрации : 2014-10-31

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Ribachok в Сб Фев 07, 2015 1:47 am

Эмм...я к тому,из объяснений топикстартера я понял,что рабочий(горячий цилиндр) выдает некую мощность и попутно загоняет порцию холодного воздуха в котёл.У Эрикссона сделано вот так.Картинка выше.

Ribachok

Сообщения : 16
Дата регистрации : 2014-10-31

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Сб Фев 07, 2015 2:13 am

[quote="Ribachok"]Эмм...я к тому,из объяснений топикстартера я понял,что рабочий(горячий цилиндр) выдает некую мощность и попутно загоняет порцию холодного воздуха в котёл.У Эрикссона сделано вот так.Картинка выше.[
/quote]

Нарисовал функциональную схему своей машины, не могу отослать, посоветуйте как.

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Ribachok в Сб Фев 07, 2015 3:08 am

Гугл.Я только сегодня научился картинки отправлять.

Ribachok

Сообщения : 16
Дата регистрации : 2014-10-31

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Сб Фев 07, 2015 3:14 am

Ribachok пишет:Гугл.Я только сегодня научился картинки отправлять.


Напишите, как у вас это получилось.

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Ribachok в Сб Фев 07, 2015 3:21 am

картинку сохраняете в папку,далее идёте наhttp://radikal.ru/ далее,нажимаете "выбрать файл",ищете свою папку с картинкой.Кликаете,потом жмём "загрузить",выпадет страничка,выбираете третью ссылку.Копируете,вставляте ссылку на панели в форуме.

Ribachok

Сообщения : 16
Дата регистрации : 2014-10-31

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Teoretic в Сб Фев 07, 2015 4:28 am

Я пользуюсь сайтом savepic.ru
Он сразу после загрузки картинки дает несколько ссылок, в том числе и с маленькой превьюшкой.
Эту ссылку просто вставляешь в сообщение.
avatar
Teoretic

Сообщения : 108
Дата регистрации : 2011-07-08
Возраст : 57
Откуда : г. Армавир Краснодарский край

Посмотреть профиль http://bk0010.narod.ru/pashigorov/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Сб Фев 07, 2015 4:41 am



Вот полный рисунок этой машины.

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Teoretic в Сб Фев 07, 2015 5:15 am

Я примерно так и думал.
После открытия вентилей N1, N2, N3 (первый такт) давление во всей системе выровняется до 30 атмосфер. Все движения прекратся навсегда.
avatar
Teoretic

Сообщения : 108
Дата регистрации : 2011-07-08
Возраст : 57
Откуда : г. Армавир Краснодарский край

Посмотреть профиль http://bk0010.narod.ru/pashigorov/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Сб Фев 07, 2015 6:29 am

Teoretic пишет:Я примерно так и думал.
После открытия вентилей N1, N2, N3 (первый такт) давление во всей системе выровняется до 30 атмосфер. Все движения прекратся навсегда.

Да, согласен, в конце 1-го такта все движения прекратятся и давление везде будет одинаковым, более точно 27,8 атм.Но чтобы
двигатель продолжил работу предусмотрен 2-й такт, затем опять 1-й ( по счету 3-й) и так далее 4-й, 5-й ....n-й,
Всей работой управляют две группы строенных вентилей, Конечно для них нужна быстродействующая механика, наподобие распредвала
в ДВС. Если у вас появились возражения по поводу "кучи вентилей и распредвала", то это меня меньше огорчает. Радует больше то, что
конструкция очень простая, имеет высокий К.п.д.,низкие теплопотери - 17% ( это, в основном внутренняя ( Uвнут.) энергия газа при 819К и 10 атм давления). Вот от этих 17-ти % практически никуда не уйдешь, разве, что делать когенерацию - вырабатывать и электроэнергию и тепло.

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Teoretic в Сб Фев 07, 2015 7:05 am

Вы ничего не написали про остальные такты. Для меня они - загадка.
Насчет КПД также большие сомнения.
avatar
Teoretic

Сообщения : 108
Дата регистрации : 2011-07-08
Возраст : 57
Откуда : г. Армавир Краснодарский край

Посмотреть профиль http://bk0010.narod.ru/pashigorov/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Сб Фев 07, 2015 8:15 pm

Teoretic пишет:Вы ничего не написали про остальные такты. Для меня они - загадка.
Насчет КПД также большие сомнения.

Эффективность машины будет сильно зависеть от моментов времени открытия и закрытия вентилей ( как, впрочем, работа
ДВС зависит от клапанного механизма) Работа двигателя рассматривается как работа на двух тактах ( один оборот маховика
на два крайних положения поршня горячего цилиндра. 2-й так происходит точно также, как и 1-й, только положение вентилей
меняются местами: N1, N2, N3 - закрываются, N4, N5, N6 - открываются.
По К.п.д. двигателя, если строго придерживаться правил,то в расчетах нужно много учитывать второстепенных величин,например, динамическое сопротивление трубопроводов,проходное сечение вх. отверстий пневмоцилиндров, гидроудары и т. д.
при резких закрытиях вентилей ( газы при больших давлениях больше начинают походить на жидкости). Поэтому расчет К.п.д.
я считаю можно сделать по принципу: сколько затрачено энергии, сколько получено полезной, сколько ушло на собственные
нужды, сколько на трение и все свести в одну формулу.
Так-как вся система накачана на 10 атм, то все другие величины давлений будут определяться или суммированием или
вычитанием этих 10-ти атм. Так при разогреве 50л баллона до тройной температуры, давление в нем поднимется в три раза
и составит 10 х 3 = 30 атм, 30 атм - это единое указание давления, относительно внешней среды, дальше расчеты удобней
и понятней производить, опираясь на давление внутри системы.
Расчет 1 . Газ,наполняющий горячий цилиндр имеет температуру 819 К и заполняет все 4 л. при 273К этот газ имеет объем
1,3л. Из этих конечных данных считаем затраты энергии Qзатр.

Qзатр. = 1,2кг / м. куб.* 1Дж / кг*К *10 атм * 0,0013м. куб. *546К = 8500 Дж

Далее при 1-ом такте, газ расширяясь двигает поршень гор цилиндра,совершая полезную работу:

Аполез. = 17,8 атм *4 л = 17,8*100000 Па * 0,004м. куб. = 7120 Дж (за время = 0,5 сек.)

Одновременно с расширением в гор цилиндре в холодном цилиндре происходит процесс сжатия.
Поскольку газ там имеет низкую температуру, а,главное малый объем , то на это тратится и меньшая работа, как раз 1/3
от Аполез. Отсюда имеем чистую выгоду машины:

Адейств. = 7120 Дж / 3 * 2 = 4746 Дж, отнимем еще потери на циркуляцию воды в теплообменниках и вентиляцию

радиатора,охлаждающего воду получим ориентировочно Адейств. =4600 Дж, за полный цикл получится 4600 х 2 = 9200 ( Вт)

Ну отсюда К.п.д. =9200 * 100% / 17000 = 54%

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Teoretic в Сб Фев 07, 2015 11:39 pm

Да погодите вы с расчетами. Непонятно, как вообще ваша машина работает после первого такта, когда во всех цилиндрах установилось давление 30 атм.
avatar
Teoretic

Сообщения : 108
Дата регистрации : 2011-07-08
Возраст : 57
Откуда : г. Армавир Краснодарский край

Посмотреть профиль http://bk0010.narod.ru/pashigorov/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Ribachok в Вс Фев 08, 2015 12:55 am

Упростим на баллон и клапаны. Так работает?


Последний раз редактировалось: Ribachok (Вс Фев 08, 2015 4:20 pm), всего редактировалось 1 раз(а)

Ribachok

Сообщения : 16
Дата регистрации : 2014-10-31

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Ribachok в Вс Фев 08, 2015 1:11 am

Teoretic пишет:Да погодите вы с расчетами. Непонятно, как вообще ваша машина работает после первого такта, когда во всех цилиндрах установилось давление 30 атм.
Благодарю за вашу статью,по расчётам стирлинга.Многое стало понятно.

Ribachok

Сообщения : 16
Дата регистрации : 2014-10-31

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  rocosov в Вс Фев 08, 2015 1:40 am

Teoretic пишет:Да погодите вы с расчетами. Непонятно, как вообще ваша машина работает после первого такта, когда во всех цилиндрах установилось давление 30 атм.

Про это я ужэ писал, напишу еще раз. согласно закону Бойля для одной массы газа существует пропорция: V1/V2=P2/P1,
откуда вытекает следствие:  V1*P1 = V2*P2 = const
Начало работы начинается с  максимального давления в 50л баллоне -30 атм, далее после первого такта, вследствие увеличения объема, 50л +4л, давление падает, Что-бы узнать каким оно будет, воспользуемся выше приведенными правилами
50л*30атм=1500(const) ,  54л*х атм =1500, откуда х =27,8 атм. По окончании первого такта и закрытии всех вентилей, в горячем цилиндре давление будет 27,8, а холодном, после охлаждения газа - тоже 27.8атм. Разница 2.2атм в горячем цилиндре по разные стороны поршня будет достаточной, чтобы при открытой второй группы вентилей начался 2-й такт. После начала
2-го такта эта разница будет еще больше возрастать, пока не достигнет величины 17,8 атм.


Последний раз редактировалось: rocosov (Вс Фев 08, 2015 3:53 am), всего редактировалось 1 раз(а)

rocosov

Сообщения : 22
Дата регистрации : 2015-01-29

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Теория и практика мощных стирлингов

Сообщение  Спонсируемый контент


Спонсируемый контент


Вернуться к началу Перейти вниз

Страница 1 из 2 1, 2  Следующий

Предыдущая тема Следующая тема Вернуться к началу


 
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения