Термоакустические модели стирлингов

Страница 7 из 11 Предыдущий  1, 2, 3 ... 6, 7, 8, 9, 10, 11  Следующий

Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  georgii-2 в Ср Окт 12, 2011 10:25 pm

Отлично!!!
Очень жаль, что не могу пока помочь ничем кроме предложений.
Хотелось бы посмотреть это в варианте с вертикальным положением и с замерами частоты в обоих вариантах.
Нельзя попробовать в вертикальном варианте пробирку с металлической зоной нагрева?
Пора уже питать светодиоды через мостики и ставить накопительные конденсаторы.
Тогда уже можно будет говорить о вполне конкретной мощности в ваттах и даже кпд Smile .
Не знаю насколько трудна работа по подгонке поршней, но попробуйте мой вариант с отливкой их из эпоксидной смеси, здесь будет идеальный зазор, ну и лабиринтное уплотнение не помешает тоже, думаю.
В вертикальном варианте, в дальнейшем, Ваш двигатель отлично трансформируется в вариант с поршнем большого диаметра и коротким ходом, с нагревом центральной части нижнего торца цилиндра, при этом воздух должен двигаться через регенератор обходя центральную шайбу в середине регенератора.
При таком изменении соотношений размеров, все потери, вес и габариты двигателя значительно уменьшатся - пора Вам уже и об этом думать, как будущему Генеральному конструктору Smile .

georgii-2

Сообщения : 61
Дата регистрации : 2011-07-26
Возраст : 69
Откуда : Семипалатинск

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  georgii-2 в Чт Окт 13, 2011 9:04 pm

Хотелось бы расставить плюсы и минусы, разобраться в какую сторону двигаться.
Если ещё не замучил предложениями (звиняйтэ если шо Very Happy ), то хотелось бы чтобы Вы провели эксперименты с поршнями разного веса и соответственно длины их хода. Думаю, что более тяжёлые поршни обеспечат более длинный ход и более интенсивный теплообмен воздуха, а соответственно и большую мощность и экономичность.
Хотя какая-то фирма пошла по совершенно обратному пути их поршень по сути превратился в лёгкий диффузор как у динамика с соответствующей частотой колебаний, но думаю с кпд у них не гут.

georgii-2

Сообщения : 61
Дата регистрации : 2011-07-26
Возраст : 69
Откуда : Семипалатинск

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  georgii-2 в Чт Окт 13, 2011 9:51 pm

Хотел поместить рисунок прямо на форум, почему-то нельзя, только через ссылку или хостинг, жаль.

georgii-2

Сообщения : 61
Дата регистрации : 2011-07-26
Возраст : 69
Откуда : Семипалатинск

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Admin_Игорь в Чт Окт 13, 2011 11:02 pm

Из эпоксидной смолы поршни отливать нет смысла, они будут очень плотными, потом их всёравно для лёгкости хода обтачивать придётся, да и сама эпоксидка в плане скольжения далека от идеала, плюс при нагреве быстро увеличится в размере и может заклинить. Поршень вещь очень важная, особенно в таких движках, от его качества обработки и свойств в плане трения очень мого зависит. Для моделек альтернативы графиту я пока не вижу. От массы поршня тоже много зависит, всё верно, это я уже всё прошел и буду учитывать в следующих, более практичных моделях.
Admin_Игорь
Admin_Игорь
Admin

Сообщения : 246
Дата регистрации : 2010-11-05
Откуда : Харьков Украина

Посмотреть профиль http://physicstoys.narod.ru

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  georgii-2 в Чт Окт 13, 2011 11:35 pm

Не из чистой эпоксидки, из смеси её. Одна германская фирма, в экстренных случаях, пока делают нужную деталь, изготавливает копию из 5% эпоксидки и 95% стального порошка и такие детали работают больше месяца.
Я уже давал на форуме инфу о почти такой же, но скользкой смеси.
Вариант трансформации Вашего двигателя на рисунке.
Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 10126122

georgii-2

Сообщения : 61
Дата регистрации : 2011-07-26
Возраст : 69
Откуда : Семипалатинск

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty технические вопросы.

Сообщение  Skiner2004 в Сб Ноя 26, 2011 1:53 am

Добрый день господа.

а кто может авторететно сказать ответы на такие вопросы:
-длина и диаметр камеры нагрева и какие требования к теплоёмкости и теплопроводности материала из которого она изготовлена;
-длина и диаметр камеры охлаждения и какие требования к теплоёмкости и теплопроводности материала из которого она изготовлена;
-длина и диаметр камеры регенератора и какие требования к теплоёмкости и теплопроводности материала из которого она изготовлена;
-длина и диаметр камеры буферной труюки и какие требования к теплоёмкости и теплопроводности материала из которого она изготовлена;

-как влияет на скорость и дальность хода поршня изменение линейных и объёмных показателей камер.

Заранее облагодарю за ответ.

Skiner2004

Сообщения : 1
Дата регистрации : 2011-11-26

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  georgii-2 в Сб Ноя 26, 2011 2:13 am

Вы ещё не указали требуемую мощность проекта Smile .

georgii-2

Сообщения : 61
Дата регистрации : 2011-07-26
Возраст : 69
Откуда : Семипалатинск

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Sogokon'A в Сб Ноя 26, 2011 8:26 pm

А если требуемую мощность Р, выраженную в ваттах, подставить в формулу S=5Р+250, то получится стоимость проекта в евро Very Happy
А если серьезно, то купите у Игоря видеоуроки и все воросы, как рукой снимет. А на те, что останутся, мы ответим.
Sogokon'A
Sogokon'A

Сообщения : 221
Дата регистрации : 2010-12-07
Возраст : 68
Откуда : Харьков

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  jeka_tm в Ср Дек 21, 2011 4:53 pm

Вопрос Игорю улучшились или ухудшились во вашему мнению характеристики в вариантах с различным расположением зоны нагрева? Меня лично привлекает первый вариант
Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Img_7611
Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Img_6510

jeka_tm

Сообщения : 1
Дата регистрации : 2011-12-21

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Gennadiy в Ср Фев 15, 2012 12:17 am

jeka_tm пишет:Вопрос Игорю улучшились или ухудшились во вашему мнению характеристики в вариантах с различным расположением зоны нагрева? Меня лично привлекает первый вариант
Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Img_7611
Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Img_6510
Извините, отвечу за Игоря. Сравнивать эти двигатели пока рано. Проходное сечение у двигателя Игоря в два раза меньше, а именно оно определяет плотность энергетического потока. Так что сравнивать их можно, если увеличить диаметр пробирки и внутренней трубки в 1.4 раза. Что касается КПД новой системы, то оно гораздо выше, поскольку утечка тепла от зоны нагрева к холодному теплообменнику уменьшилась в несколько раз, поскольку внутренняя буферная трубка теперь удовлетворяет условию термической изоляции, т.е. составляет несколько длин акустического смещения (смотри здесь)
Gennadiy
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Gennadiy в Ср Фев 15, 2012 1:03 am

Skiner2004 пишет:Добрый день господа.

а кто может авторететно сказать ответы на такие вопросы:
-длина и диаметр камеры нагрева и какие требования к теплоёмкости и теплопроводности материала из которого она изготовлена;
-длина и диаметр камеры охлаждения и какие требования к теплоёмкости и теплопроводности материала из которого она изготовлена;
-длина и диаметр камеры регенератора и какие требования к теплоёмкости и теплопроводности материала из которого она изготовлена;
-длина и диаметр камеры буферной труюки и какие требования к теплоёмкости и теплопроводности материала из которого она изготовлена;

-как влияет на скорость и дальность хода поршня изменение линейных и объёмных показателей камер.

Заранее облагодарю за ответ.
Акустические системы в отличие от механических более капризны. Результат их работы - продукт более десятка взаимовлияющих параметров, поэтому однозначных рекомендаций нет. И всё же кое-что посоветовать можно. Во-первых, частота зависит от длины волновода, массы поршня и механического трения. В идеале пробирка без поршня - четвертьволновой резонатор. Поэтому, чем она длинее, тем ниже частота. Но система с поршнем - это уже не просто акустическая система, а механическая колебательная система, если не нарушается принцип неразрывности. Такую систему можно предстивить эквивалентной акустической системой, т.е. пробиркой такого же сечения, но с добавочной длиной, которая равна: длина поршня * плотность поршня / плотность газа. При этом трение в добавленной части равно трению поршня. Если трение очень мало, то частота системы очень легко рассчитывается. Как видите, масса поршня влияет на частоту гораздо больше, чем длина пробирки. Чем меньше трение поршня, чем меньше его масса, тем ближе система к акустическому резонансу, а значит растёт кпд. Если говорить об абсолютных величинах, то чем больше диаметр пробирки, тем выше плотность энергетического потока. Но сильно увеличивать диаметр нельзя. Во-первых, это увеличит неравномерность нагрева сечения (нужен встроенный теплообменник). Во-вторых при достаточно большом диаметре возникают поперечные волны. Поэтому оптимальные цифры для пробирки примерно 1:10, что и заложено в пробирке. Требования к регенератору особые. Наружный корпус должен обладать минимальной теплопроводностью, а в конце лучше иметь принудительное охлаждение, чтобы иметь максимальный температурный перепад при минимуме потерь на теплопроводность. То же касается и внутренностей регенератора в продольном направлении. В поперечном направлении теплопроводность регенератора должна быть выше, чтобы обеспечить более равномерный нагрев по сечению. Пористость регенератора должна быть высокой 0.85 - 0.9. Средний размер поры для системы на основе стоячей волны должен быть примерно равен глубине термического проникновения. В этом случае между газом и пористым телом сохраняется оптимальный температурный напор, а значит наиболее интенсивный энергообмен. Остальные параметры неоднозначны.
Gennadiy
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Admin_Игорь в Ср Фев 15, 2012 3:47 am

Спасибо большое Gennadiy, что нашли время зайти на наш форум и так популярно всё объяснить. Действительно, если в подобных моделях разнести подальше зону нагрева и холодитльник они значительно лучше работают, я это уже многократно проверил и советую делать именно так. Но что бы сделать действительно аккустический стирлинг нужно забыть про поршни и переходить на мембраны.
Admin_Игорь
Admin_Игорь
Admin

Сообщения : 246
Дата регистрации : 2010-11-05
Откуда : Харьков Украина

Посмотреть профиль http://physicstoys.narod.ru

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  sasha58 в Вс Фев 26, 2012 4:14 pm

Последняя схема термоакустического стирлинга гораздо практичнее того, что с зоной нагрева в середине.
Подводить тепло к середине не удобно. А зону нагрева, расположенную с краю, можно засунуть в печку.
Очень практичная схема!
Еще бы хотелось:
1 Нагрузить двигатель на динамик.
2 Для уменьшения вибраций придумать, что нибудь, типа пары, работающей в противофазе. На манер двухцилинровых двигателей.

sasha58

Сообщения : 15
Дата регистрации : 2012-02-11

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  georgii-2 в Вс Фев 26, 2012 10:36 pm

sasha58 пишет:
...2 Для уменьшения вибраций придумать, что нибудь, типа пары, работающей в противофазе. На манер двухцилинровых двигателей.

Ну дык, уже говорилось, что при схеме нагрева конца, ничего не стоит разместить поршни и регенераторы оппозитно в одной трубке и греть середину. Smile

georgii-2

Сообщения : 61
Дата регистрации : 2011-07-26
Возраст : 69
Откуда : Семипалатинск

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  sasha58 в Вт Фев 28, 2012 4:16 pm

Середину греть неудобно. Её в печку не засунуть. Это только для моделек годится.

sasha58

Сообщения : 15
Дата регистрации : 2012-02-11

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  georgii-2 в Вт Фев 28, 2012 9:10 pm

Есть самые разные теплопроводы, в том числе и тепловые трубки, а в печках частенько бывают комфорки.

georgii-2

Сообщения : 61
Дата регистрации : 2011-07-26
Возраст : 69
Откуда : Семипалатинск

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty персональная дровяная ТЭЦ

Сообщение  sasha58 в Чт Мар 01, 2012 5:13 am

Я не говорю, что это не возможно реализовать. Возможно.
Просто это требует отдельных затрат и возможно дополнительных потерь. Теплопередача в стирлингах это вообще проблема.
Я просто исхожу из задачи, которая мне кажется очень перспективной для решения.
Получение электроэнергии как побочного продукта дровяного отопления. То есть персональная дровяная ТЭЦ.
Просто в любом загородном доме приходится решать проблему отопления. Маленький домик требует 10-15квт котла, а большому и 30 может не хватить. Причем современное отопление критически зависит от электроснабжения. В то же время потребность в электроэнергии, не связанной с нагревом чего либо, не такая уж большая. На свет, холодильник, насосы и прочие моторы 1-3квт хватит.
Благодаря Чубайсу 1квт подведенной мощности стоит 1 000евро - жаба душит! А решить проблему с помощью генератора на двигателе внутреннего сгорания практически невозможно. ДВС потребляет дорогое жидкое топливо, которое еще нужно подвозить. 1квт обойдется раз в 10 дороже, чем у Чубайса. Но это не самое страшное. Самое страшное то, что ДВС практически не может работать непрерывно, а если бы и работал то требует обслуживания каждые 500 часов, то есть ежемесячно меняется масло, а ресурс 5000 часов то есть меньше года.
В эту задачу стирлинг вписывается как нельзя лучше. Не маленькие размеры особого значения не имеют, высокий КПД не требуется, но важно, что стирлинг имеет ресурс до10лет и не требует обслуживания.
В идеале это что то такое: герметичный агрегат, накачанный гелием (самое эффективное рабочее тело) под высоким давлением, одной стороной вставляется в пламя печи, из агрегата с холодного конца выходят две трубы охлаждения/отопления 70С и провода с элекроэнергией, агрегат не требует обслуживания в пределах срока службы 10 лет.
Если мощность получается порядка единиц киловатт, то пригоден для энергоснабжения дома, если 100 ват то будет обеспечивать циркуляцию в системе отопления.
Термоакустические стирлинги в этом приложении очень перспективны. Они могут быть сделаны вообще без поршней на мембранах, а значит могут вообще не обслуживаться и герметичность достичь легче. Может быть даже не придется генератор помещать под давление. В идеале такой термоакустический стирлинг выглядел бы так: труба наполненная гелием под давлением, горячим концом помещается в пламя, с холодного конца снимается тепло для отопления, холодный конец заканчивается вибрирующей мембраной. Электрогенератор или насос получают мощность от вибрирующей мембраны при комнатной температуре и давлении.



sasha58

Сообщения : 15
Дата регистрации : 2012-02-11

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  sasha58 в Чт Мар 01, 2012 5:21 am

Кстати, охлаждать посередине легче, чем нагревать. Агрегат может весь находиться в пламени, а охлаждать водой по трубам можно любое место. Но подвести тепло с температурой 500-1000С в определенное место не просто.

sasha58

Сообщения : 15
Дата регистрации : 2012-02-11

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  georgii-2 в Чт Мар 01, 2012 9:30 pm

sasha58 пишет:...Но подвести тепло с температурой 500-1000С в определенное место не просто.

Это Вы видимо пока не познакомились с огнетрубными котлами отопления.

georgii-2

Сообщения : 61
Дата регистрации : 2011-07-26
Возраст : 69
Откуда : Семипалатинск

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Gennadiy в Пт Мар 02, 2012 12:35 am

Термоакустические стирлинги в этом приложении очень перспективны. Они могут быть сделаны вообще без поршней на мембранах, а значит могут вообще не обслуживаться и герметичность достичь легче. Может быть даже не придется генератор помещать под давление. В идеале такой термоакустический стирлинг выглядел бы так: труба наполненная гелием под давлением, горячим концом помещается в пламя, с холодного конца снимается тепло для отопления, холодный конец заканчивается вибрирующей мембраной. Электрогенератор или насос получают мощность от вибрирующей мембраны при комнатной температуре и давлении.


[/quote]То, что вы называете Термоакустическими Стирлингами, описано в подробностях ещё 20 лет назад. Тем не менее, если не считать многочисленных лабораторных образцов, это почти нигде не применяется в качестве двигателя или электрогенератора. А ведь у них действует неприложный закон: "Быстрый - или мёртвый", который обязывает срочно внедрять перспективные инновации. В чём же дело? Просто, ухватившись за достоинства, вы не обращаете внимание на недостатки. Давайте сравним термоакустический двигатель с двигателем Стирлинга. В двигателе Стирлинга в термодинамическом цикле участвует большая часть рабочего газа, которая продавливается сквозь регенератор, а степень сжатия достигает нескольких единиц. В термоакустическом двигателе в термодинамическом цикле участвует лишь объём газа, расположенный в регенераторе, а это во много раз меньше рабочего объёма. Степень сжатия газа тоже невелика, порядка 1,1. Дело в том, что если амплитуда давления превышает 10% от среднего давления, то в системе образуются вихри, что существенно снижает эффективность. Всё это приводит к тому, что плотность энергетического потока в термоакустическом двигателе существенно ниже. Поэтому объёмная пористость у термоакустических регенераторов составляет 0.85-0.9, против примерно 0.7 у Стирлингов. В то же время это снижает потери на трение и позволяет эффективно работать термоакустическим двигателям на частотах 150-250 Гц. К сожалению, чем выше частота, тем меньше размер пор в регенераторе. Поэтому построение высокоэффективных двигателей - вопрос будущих технологий. Работа на высоких частотах позволяет термоакустическим двигателям приблизиться к Стирлингам по эффективности.
Вторая проблема - большая зависимость термоакустических двигателей от внешней нагрузки. Ведь это резонансные или околорезонансные системы. Каждая внешняя нагрузка обладает своим импедансом. При расчёте термоакустического двигателя приходится учитывать оптимальную нагрузку, но с изменением нагрузки, система уходит от резонанса и эффективность резко падает. Так что использовать такой двигатель нужно либо на постоянной нагрузке, либо через накопитель энергии. Это вкратце основные проблемы.
Gennadiy
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Sogokon'A в Пт Мар 02, 2012 3:47 pm

Gennadiy пишет: Дело в том, что если амплитуда давления превышает 10% от среднего давления, то в системе образуются вихри, что существенно снижает эффективность.
А вот с этого момента, пожалуйста, по подробней. Когда мы с Игорем тестировали одну из его моделей, то выяснили, что максимальная мощность достигалась тогда, когда число Рейнольдса свидетельствовало о значительной турбулентности в движени потока газа. Может быть вихри бывают разные, в том числе, и полезные?
Sogokon'A
Sogokon'A

Сообщения : 221
Дата регистрации : 2010-12-07
Возраст : 68
Откуда : Харьков

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  sasha58 в Сб Мар 03, 2012 12:58 am

"Когда мы с Игорем тестировали одну из его моделей, то выяснили, что максимальная мощность достигалась тогда, когда число Рейнольдса свидетельствовало о значительной турбулентности в движени потока газа. Может быть вихри бывают разные, в том числе, и полезные?"
Можно предположить, что турбулентность улучшает теплообмен.

sasha58

Сообщения : 15
Дата регистрации : 2012-02-11

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  sasha58 в Сб Мар 03, 2012 2:49 am

Gennadiy
Вы явно спец в термоакустике, сразу видно, не то что я. Но ваши, исполненные скепсиса, доводы у меня вызывают скорей оптимизм.
---То, что вы называете Термоакустическими Стирлингами, описано в подробностях ещё 20 лет назад. Тем не менее, если не считать многочисленных лабораторных образцов, это почти нигде не применяется в качестве двигателя или электрогенератора. А ведь у них действует неприложный закон: "Быстрый - или мёртвый"---
В 2016 патенту Стирлинга исполнится 200 лет, но не все еще потеряно. Просто время не пришло. Very Happy Кому, скажите, 150 лет назад приходило в голову добывать сланцевый газ? Так добывают теперь! Просто для автомобиля термоакустический генератор не годится, а другие приложения не созрели пока, так созреют.

----В двигателе Стирлинга в термодинамическом цикле участвует большая часть рабочего газа, которая продавливается сквозь регенератор, а степень сжатия достигает нескольких единиц. В термоакустическом двигателе в термодинамическом цикле участвует лишь объём газа, расположенный в регенераторе, а это во много раз меньше рабочего объёма. Степень сжатия газа тоже невелика, порядка 1,1.----

Большой рабочий объем на конечный размер может и не повлиять. Вот, к примеру, у современного автомобиля ДВС с рабочим объемом 2 литра , под капотом пространство литров 500. Одной охлаждающей
жидкости 10 литров, картер больше чем рабочий объем, даже стартер и тот больше. Если бы рабочий объем был в 10 раз больше, при той же мощности, под капотом остались бы те же 500 литров.
Но термоакустика все равно для автомобилей не годится.
Для стационарных приложений размер значения не имеет. Вот у меня печка на даче 1 500 литров кирпича с дымоходом 3000 литров и не пугает . А ведь темоакустический "стирлинг" и накачать попроще будет.

---Поэтому объёмная пористость у термоакустических регенераторов составляет 0.85-0.9, против примерно 0.7 у Стирлингов.----

Вот это я не понимаю. Не могли бы пояснить?

---В то же время это снижает потери на трение и позволяет эффективно работать термоакустическим двигателям на частотах 150-250 Гц.----

Вот это да!!! это с учетом холостых тактов означало бы 30 000 об в минуту для четырехтактного двигателя. Просто поражает воображение. А Вы говорите низкая эффективность.

-----использовать такой двигатель нужно либо на постоянной нагрузке, либо через накопитель энергии---
Ну насос в горячем водоснабжении - нагрузка постоянная.


---То, что вы называете Термоакустическими Стирлингами, описано в подробностях ещё 20 лет назад.----
Сдается мне, что кроме Вас об этом знают немногие. Не могли бы предложить что либо более интересное и практичное чем модель в пробирке? Или где почитать?
Я тут
http://stirlingengine.ukrainianforum.net/t71-topic
запостил вариант четырехтактного термоакустика, но не понимаю как он работает. Не могли бы объяснить?


sasha58

Сообщения : 15
Дата регистрации : 2012-02-11

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Gennadiy в Сб Мар 03, 2012 7:11 pm

sasha58 пишет: "Когда мы с Игорем тестировали одну из его моделей, то выяснили, что максимальная мощность достигалась тогда, когда число Рейнольдса свидетельствовало о значительной турбулентности в движени потока газа. Может быть вихри бывают разные, в том числе, и полезные?"
Можно предположить, что турбулентность улучшает теплообмен.
Дорогие друзья! Очень рад вашему оживлению на форуме. Честно говоря, даже не ожидал. Просто не знаю с чего начать отвечать...
Во-первых, хочу вас заверить, что я не мрачный пессимист в вопросах прикладной термоакустики, как вам показалась, а совсем даже наоборот, уже четвёртый год пытаюсь выжить с этой темой в российской чиновничьей паутине. Просто, чтобы всесторонне оценить задачу, нужно смотреть на неё и с критической стороны. Вы уже поняли, что минимизация подвижных частей делает эти устройства привлекательными, но вот понимания их недостатков, по сравнению с теми же стирлингами, я не увидел. Конечно же эти устройства имеют право на существование, но в своей нише. Сегодня как-то неофициально, но общепринято, и на этом акцентируется во многих статьях, что термоакустические системы на основе стоячей волны работают на цикле Брайтона, а устройства на основе бегущей волны - на цикле Стирлинга. Но так как это системы одного и того же физического принципа, то и рассматривать их удобнее как самостоятельный класс устройств, да простят меня поклонники Стирлинга. У систем на основе бегущей волны есть ещё одно существенное преимущество по сравнению с механическим стирлингом - более высокая обратимость. Доказать это очень трудно, во сяком случае мне встречались только голословные утверждения. Это свойство уже сегодня с успехом используется для создания малых криогенных машин. Одноступенчатые криогенные термоакустические установки с электроприводом уже сравнялись и даже опережают по характеристикам холодильники Стирлинга на температурном уровне 80 - 65 К. А трёхступенчатые, разработанные Эйндховенским Технологическим университетом достигают 2 К.
Что касается турбулентности, то избавиться от неё в таких устройствах практически невозможно. Однако она категорически неприемлема в буферных трубках и регенераторах. Ведь в этих устройствах необходимо монотонное изменение средней температуры по координате, т.е каждому поперечному сечению соответствует своя температура, а турбулентность это нарушает и ведёт к большим тепловым утечкам. Однако, в регенераторах при больших амплитудах начинает сильно сказываться нелинейность, что наносит ещё больший ущерб. Профиль становится уже не синусоидальным, а пилообразным. Формируются гармоники высших порядков, кратные основной частоте, которые при взаимодействии формируют разрывные фронты, наподобие ударных волн. Это очень сильно снижает эффективность термоакустических устройств. Всё это вопросы теории, насколько они верны на практике - проверить крайне сложно. Пока не существует датчиков динамического давления с такими малыми габаритами, чтобы это проверить. Так что в нелинейную акустику лучше не лезть. Просто термоакустики знают, что амплитуда давления свыше 10% от среднего - это табу. Конечно, всё сказанное в большей мере относится к устройствам с относительно высоким КПД со стандартными конфигурациями. В таких системах, как двигатели Леманна и близкие к ним пробирки, нельзя исключать и положительные эффекты турбулентности, например улучшение теплообмена, изменение импеданса и пр. Ведь здесь регенератор нетрадиционно длинный, сравнимый с остальной частью волновода, а значит в нём может происходить масса других, не учитываемых ранее явлений, например дисперсия, которая может иметь различные продолжения. Но это уже опять вопросы нелинейной акустики.
Что касается литературы, то максимум, что вы найдёте на русском языке - это публикацию на 5 стр на сайте Игоря. В России, да, наверное, и на всём постсоветском пространстве, такой науки нет. Читаю голландские труды по нелинейной термоакустике - половина фамилий, цитируемых авторами, наши: Микулин, Кузнецов, Матвеев, Руденко... Всех сразу и не вспомнишь. А теперь приходится читать англоязычные труды и учебники. Отмечу сразу, найти в интернете бесплатные толковые публикации очень сложно, хотя такой шанс есть. Вопрос в том, что вы хотите найти. Если вы хотите разобраться в термоакустике, имея знания среднего студента технического университета, то лучше всего взять G.W. Swift "Thermoacoustics: A unifying perspective for some engines and refrigerators". Лучшего учебника не найдёте.
Gennadiy
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Sogokon'A в Вс Мар 04, 2012 5:56 pm

Gennadiy пишет: Пока не существует датчиков динамического давления с такими малыми габаритами, чтобы это проверить.
Акустические волны, как бегущие, так и стоячие, можно довольно легко видеть оптическими методами и измерять давление в любой момент и в любой точке волнового фронта. Для этого существуют интерференционные методы как классические, так и голографические. Ничего сложного в этом нет, только оборудование просит некоторых денег. Мы с Игорем как-то собирались посмотреть один его движок методом Цернике. Но руки так и не дошли. Нет достаточно сильной мотивации.
Gennadiy пишет:В России, да, наверное, и на всём постсоветском пространстве, такой науки нет.
Я не думаю, что в России все так мрачно. Возможно работают "втихаря", накапливая количество для перехода на новое качество. В Украине я нашел три группы: в Одессе - занимаются холодильниками, в Николаеве - двигателями, а в Днепропетровске решают обратную задачу, а именно, по недопущению возникновения колебаний в печах и трубах, в ракетах и авиационных двигателях и даже в выхлопных трубах ДВС. И еще на уровне шумов поступают сигналы из Киевской политехники. Все это держится исключительно на энтузиазме отдельных личностей и живет не "благодаря", а "вопреки" желаниям министров, правительств и президентов. К сожалению...
Sogokon'A
Sogokon'A

Сообщения : 221
Дата регистрации : 2010-12-07
Возраст : 68
Откуда : Харьков

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Термоакустические модели стирлингов - Страница 7 Empty Re: Термоакустические модели стирлингов

Сообщение  Спонсируемый контент


Спонсируемый контент


Вернуться к началу Перейти вниз

Страница 7 из 11 Предыдущий  1, 2, 3 ... 6, 7, 8, 9, 10, 11  Следующий

Вернуться к началу


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