Термоакустика, вопросы и ответы

Страница 1 из 2 1, 2  Следующий

Предыдущая тема Следующая тема Перейти вниз

Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Admin_Игорь в Чт Ноя 17, 2011 6:02 am

В этой теме можно задать вопрос Геннадию Викторовичу Воротникову, специалисту в области термоакустики и автору материала размещённого на страницах моего сайта под рубрикой "Термоакустические стирлинги"
avatar
Admin_Игорь
Admin

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

Посмотреть профиль http://physicstoys.narod.ru

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  samorez в Пт Ноя 18, 2011 12:15 am

Спасибо. Познавательно. Smile
avatar
samorez

Сообщения : 274
Дата регистрации : 2010-12-21
Возраст : 54
Откуда : масква

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Ср Апр 11, 2012 12:23 am

Поскольку тема для всех малознакомая, предлагаю начать дискуссии с чего нибудь несложного, но наглядного. С этой целью привожу установку Бакхауса из статьи "Дешовый электрический генератор для сельской местности, использующий термоакустический двигатель на основе бегущей волны с петлеобразным волноводом".

Вот цитаты из статьи в моём кустарном переводе:
«Специально спроектированные для термоакустических приложений линейные гене-раторы довольно дороги – порядка нескольких тысяч долоров США. Это ограничивает преимущества термоакустических тепловых двигателей в качестве дешёвых энергопреоб-разующих устройств. Обычно, простые динамики аудиосистемы не подходят в качестве кандидатов на роль генераторов из-за их относительно низкой эффективности энергопре-образования, непрочного конуса и ограниченного хода, особенно когда исследователи нацелились на получение генераторов высокой мощности, высокой эффективности и при большом перепаде давлений на внешней и внутренней стороне диафрагмы. Однако, это возможно при рассмотрении той области приложений, где основной мотив – это стои-мость устройства, а не эффективность энергопреобразования (или даже всё вместе). Это особенно применимо для вышеупомянутых тепловых выхлопов и устройств, использую-щих солнечную энергию, где низкотемпературная тепловая энергия присутствует в изобилии и может рассматриваться как неисчерпаемый источник. Картина реальной эффективности может оставаться вторым вопросом до тех пор, пока электрическая мощность будет получаться с очень низкой стоимостью за кВт/час. Цель демонстратора – получение нескольких ватт электричества из ситуации, которая должна быть потенциально оптимизирована в направлении снижения стоимости конструкции. Это позволяет надеяться, что конечная увеличенная в масштабе версия, готовая для коммерциализации, будет в состоянии производить до 150 Вт электроэнергии. Она будет стоить около 30 долларов США, когда все составляющие сконструированы для серийного производства и сборки. Она предназначена для применения, благодаря соответствующим характеристикам, в сельской местности.
Экспериментальная установка схематически показана на Рис. Основной холодный те-плообменник разбит на круглые алюминиевые блоки, которые составляют 90 мм в длину и 110 мм в диаметре. Газовые каналы выполнены в форме 45 отверстий диаметром 5 мм, просверленных параллельно осевой линии теплообменника. Двенадцать отверстий диа-метром 6 мм просверлены перпендикулярно оси теплообменника для пропускания охлаж-дающей воды.

Регенератор собран из круглых сеток (диаметром 110 мм) из нержавеющей стали, плотностью 34 мэш и диаметром проволок 0.254 мм. Шестьдесят шесть слоёв сетки были помещены в корпус из нержавеющей стали, который имел стенку толщиной 2 мм. Сетки образовывали регенератор, толщиной 33 мм. В результате расчётная пористость и гидрав-лический радиус составили 73.3% и 175 мкм соответственно.
Горячий теплообменник выполнен подобно холодному за исключением того, что он сделан из латуни, чтобы противостоять более высоким температурам (температура плав-ления бронзы обычно составляет 900 – 940 ºС, что позволяет довести температуру горяче-го теплообменника до 650 ºС). Он тоже составляет 110 мм в диаметре, но длина равна 51 мм. Для осцилляций рабочего газа имеются 64отверстия диаметром 7 мм, параллельных оси канала. Перпендикулярно оси просверлено девять четвертьдюймовых отверстий для фиксации девяти патронных нагревателей. Каждый патронный нагреватель способен обеспечить 100 Вт подводимой тепловой мощности. В результате подводимая тепловая мощность может изменяться от 100 до 900 Вт с шагом 100 В.
Ниже горячего теплообменника находится короткая буферная трубка, которая просто является секцией трубы из нержавеющей стали (внутренний диаметр 110 мм) длиной 55 мм и толщиной стенки 2 мм. Буферная трубка, диаметром 110 мм, присоединяется к меньшей буферной трубке через короткий переходный конус с диаметра 110 мм до 54 мм, длиной 20 мм. Малая буферная трубка имеет примерно 100 мм в длину и внутренний диа-метр 55 мм (труба из стандартной нержавеющей стали 2 со стенкой 2.77 мм). Ниже малой буферной трубки находится второй холодный теплообменник для предотвращения досту-па горячего воздуха к полости альтернатора. Второй холодный теплообменник сделан из части автомобильного радиатора, который плотно подогнан к трубе 2. В месте установки теплообменника труба снаружи окружена рубашкой водяного охлаждения.
Корпус альтернатора расположен примерно на 50 мм ниже второго холодного тепло-обменника. Альтернатор закреплён на нижнем фланце корпуса, перевёрнутом конусе. Ос-тальная часть установки – это труба обратной связи, общей длиной 3.4 м. Поскольку дви-гатель спроектирован, чтобы использовать в качестве рабочего тела воздух при атмосфер-ном давлении, максимальный перепад давления на внутренней и внешней сторонах резо-натора соответствует акустическому давлению, которое обычно меньше 0.1 Бар. Отсюда, для снижения стоимости, труба обратной связи выполнена из стандартной 2-дюймовой трубы из ПВХ, с коленьями в 90º вместо металлической трубы. Общая длина петли со-ставляет 4.03 м. Замеренная частота – 75 Гц. Примерно на 33 см ниже альтернатора рас-положен короткий заглушенный конец (тупиковый отвод с настраиваемым поршнем) пристыкованный к резонатору для удобства согласования импеданса между альтернатором и двигателем. Он имеет такой же диаметр, как и труба обратной связи и длину 37 см.
В качестве динамика (альтернатора) в этой работе использован вуфер B&C 6PS38, производства «B&C Speakers». В качестве электрической нагрузки альтернатора выбран высокомощный переменный резистор»
Добавлю, что авторы получили на своей установке КПД порядка 1%. Это отношение мощности на электрической нагрузке к подводимому теплу. Что-то похожее можете попробовать сделать сами, если есть желание поэкспериментировать
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Admin_Игорь в Ср Апр 11, 2012 3:47 pm

Геннадий, спасибо большое за интересный материал, схема действительно не самая сложная(как для серьёзной термоакустики), и можно попробовать сделать всё по приведенным параметрам, жаль только, что ожидаемый КПД не так высок.
Ведь что бы собрать эту установку(в единственном экземпляре простому человеку) нужно будет только на материалы и их поиск потратить долларов 300(как минимум), а потом ещё на изготовление деталей и сборку примерно столько же, и это всё по очень скромным подсчетам чисто на энтузиазме. Не говоря уже о процессе отладки и доводки, на что могут уйти месяцы.

Мне кажется, нужно начать с чегото по-проще. Не секрет , что многие имеют о термоакустике весьма скромное представление. Скажу больше, даже прочитав Вашу потрясающую статью на сайте http://www.physicstoys.narod.ru/page/Termoakystik/termoakystik1.html , большинство не поймут всех процессов пока не сделают хотя бы примитивную, пробирочную модель, типа вот такой
https://www.youtube.com/watch?v=ZlpXfhGvIcg&list=FLRcKdO0BI92MOPjCByNNbAA&index=18&feature=plpp_video
или вот такой
https://www.youtube.com/watch?v=uNibUUb0YGU&feature=relmfu .

Подобные модельки обойдутся буквально в копейки, правда, нужно будет всёже набраться силы воли и всё правильно настроить, на что тоже может уйти время, но поверьте это того стоит, ведь только после этого человек начинает серьёзно верить в реальность этих эффектов. Появляется желание экспериментировать и идти дальше, к более сложным и производительным системам.

Я считаю, нужно попробовать найти схему более простую как в изготовлении так и в принципе работы, пусть и смаленьким КПД, но собираемую практически на коленке(как эти пробирочные).
avatar
Admin_Игорь
Admin

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

Посмотреть профиль http://physicstoys.narod.ru

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Sogokon'A в Ср Апр 11, 2012 5:57 pm

Спасибо, Геннадий, за интересный материал. Есть над чем поработать, в смысле упрощения и адаптации под солнце. А существуют ли акустические насосы для перекачки, например, воды?
avatar
Sogokon'A

Сообщения : 221
Дата регистрации : 2010-12-07
Возраст : 67
Откуда : Харьков

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Ср Апр 11, 2012 10:54 pm

Sogokon'A пишет: А существуют ли акустические насосы для перекачки, например, воды?
Честно говоря, я в основном выбираю статьи по термоакустическим двигателям и холодильникам в силу специфики моего направления. Даже в этой области в месяц их выходит штук 30, заслуживающих прочтения. Но теперь буду обращать внимания и на интересующие вас темы. О водяных насосах ничего не встречал. Правда где-то попадались патенты по получению пресной воды из атмосферы в пустынях на основе термоакустической пары.
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Admin_Игорь в Пт Апр 13, 2012 9:24 pm

Вот очень интересное видео подобной установки http://www.youtube.com/watch?v=PcyRZlIvBUU&feature=related

А вот видео того что можно собрать своими руками за недорого

http://www.youtube.com/watch?v=iv4eTkwjUCY&context=C418969cADvjVQa1PpcFN1iwozCFCRkpIYDBAA7QwULozPcfLn3zg=

http://www.youtube.com/watch?v=SoKpkTRaTno&feature=relmfu

http://www.youtube.com/watch?NR=1&feature=endscreen&v=7BfQVYQgJgk

http://www.youtube.com/watch?v=nVMjrI0T5n4&feature=relmfu
avatar
Admin_Игорь
Admin

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

Посмотреть профиль http://physicstoys.narod.ru

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Ср Май 02, 2012 10:33 pm

Друзья, рад сообщить вам, что вчера обнаружил одну очень интересную статью по двигателям на основе стоячей волны.
http://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BA%D0%BE%20%D0%B2.%20%D0%B2.%20%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D0%B2&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fev.nuos.edu.ua%2Fru%2Fpublication%3FpublicationId%3D8287&ei=cD6hT6DUAe6P4gSal_zrCA&usg=AFQjCNGtSsBFkIylxm_Fe-ZrykwRc0yk5Q&cad=rjt
Особенно отрадно, что статья русскоязычная, и что этим кто-то занимается на Украине. Поскольку некоторых участников форума не устраивает, то что мы не приводим формул, то для таких пользователей эта статья подойдёт. Она представляет собой довольно упрощённое изложение статьи Свифта "Термоакустические двигатели" от 1988 г., но в рамках нашего форума - самое то. Конечно она описывает процесс качественно. Это нужно учитывать, ели пытаться использовать приведённые в ней формулы. Во-первых, для расчёта наших пробирок эта теория вряд ли будет работать, так как длина регенератора у нас сравнима с длиной волновода. Во-вторых, определять полезную работу цикла, как площадь параллелеграмма, тогда как на самом деле - это площадь эллипса, очень близкого к его диагонали, - значит завысить порлезную работу на порядок.
И, наконец, использовать полученные формулы для оценки любого термоакустического устройства, если она получена для стоячей волны, - это тоже вызывает сомнение.
Но в целом автор - молодец. Чувствуется, что он довольно хорошо разобрался в физике процесса. К сожалению мне не доводилось пока встретить хоть какого-то понимания этой самай физики у сегодняшних российских разработчиков термоакустических устройств. А мне уже доводилось пообщаться со многими.
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Sogokon'A в Пт Май 04, 2012 2:45 pm

Спасибо, Геннадий за ссылку. Статья то что надо, но чувствуется, что не совсем законченная, просится продолжение - экспериментальное. С автором этой статьи у меня есть скайп-контакт. Но он об этой статье умолчал, но зато дал ссылку на большую, на 43-х страницах, англоязычную статью S.W. Rienstra, J. Molenaar по нелинейной теории тармоакустических устройств.
avatar
Sogokon'A

Сообщения : 221
Дата регистрации : 2010-12-07
Возраст : 67
Откуда : Харьков

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Сб Май 05, 2012 1:12 am

Sogokon'A пишет:Спасибо, Геннадий за ссылку. Статья то что надо, но чувствуется, что не совсем законченная, просится продолжение - экспериментальное. С автором этой статьи у меня есть скайп-контакт. Но он об этой статье умолчал, но зато дал ссылку на большую, на 43-х страницах, англоязычную статью S.W. Rienstra, J. Molenaar по нелинейной теории тармоакустических устройств.
Да, я знаю эту статью. Год назад я переводил и "Математические аспекты термоакустики" и "Систематизированные выводы слабо нелинейной теории термоакустических систем". Сразу обратил внимание, что в украинской статье картинки этих авторов. Голландцы пишут очень обстоятельно, ничего не скрывают, но всё в безразмерных переменных, в отличие от американцев. В общем форма записи непривычная и трудная. А вот у вашего приятеля в списке литературы я увидел учебник Таминаги. Мы с товарищами его давно ищем. Может ваш приятель хочет на что-нибудь поменяться? У нас есть весь Ротт, почти весь Свифт, словом, есть что предложить.
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Sogokon'A в Пн Май 07, 2012 3:25 am

Gennadiy пишет:А вот у вашего приятеля в списке литературы я увидел учебник Таминаги. Мы с товарищами его давно ищем. Может ваш приятель хочет на что-нибудь поменяться? У нас есть весь Ротт, почти весь Свифт, словом, есть что предложить.
Вот получил ответ:" Книга Томонаги была в режиме ограниченного просмотра на одном из файлообменников (часть страниц была доступна). Сейчас этот ресурс увы, недоступен. Но кажется его работы есть в SCRIBD, это такой же файлообменник."
avatar
Sogokon'A

Сообщения : 221
Дата регистрации : 2010-12-07
Возраст : 67
Откуда : Харьков

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Sogokon'A в Сб Сен 15, 2012 5:47 pm

Gennadiy пишет:Поскольку тема для всех малознакомая, предлагаю начать дискуссии с чего нибудь несложного, но наглядного. С этой целью привожу установку Бакхауса из статьи "Дешовый электрический генератор для сельской местности, использующий термоакустический двигатель на основе бегущей волны с петлеобразным волноводом".

Насколько сложно эту штуку превратить в холодильник?
avatar
Sogokon'A

Сообщения : 221
Дата регистрации : 2010-12-07
Возраст : 67
Откуда : Харьков

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  _AM в Вс Сен 16, 2012 12:22 am

Геннадий, у меня тоже вопрос Вам.
Не нашел оригинал статьи, хотелось бы почитать подробнее, поскольку не всё хорошо понимаю пока.
Вот пытался примерно (мысленно) развернуть схему для портативной технологии. Не всё продумано, наверное можно потом лучше, но в принципе - где видны грубые ошибки, и как расчитать отвод для настраиваемого поршня?
Алтернатор представляет собой мембрану, то есть перекрывает свобдную циркуляцию, но пропускает колебания (металлическая мембрана)






2то Sogokon'A конечно Геннадий более компетентен, он ответит точнее. Хочу сказать что я думаю, - что при условии обратимости цикла альтернатор (генератор) меняется на дигатель и всё, если принципиально. Можно разработать одно устройство (генератор.двигатель) для двух режимов, - немного сложнее.
Хотя если изначально именно цель холодильник, с достаточно высокими параметрами, то думаю придется оочень много конструктивно пересмотреть - компоновку, конструкцию. Мощный мотор будет работать на низкий кпд.

_AM

Сообщения : 60
Дата регистрации : 2012-09-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Sogokon'A в Вс Сен 16, 2012 1:51 am

Уточняю вопрос для Gennadiy. Насколько сложно энергию акустических колебаний, полученных в этой штуке, превратить в холод? Без двигателей и без электричества.
avatar
Sogokon'A

Сообщения : 221
Дата регистрации : 2010-12-07
Возраст : 67
Откуда : Харьков

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Чт Сен 20, 2012 1:05 am

Sogokon'A пишет:Уточняю вопрос для Gennadiy. Насколько сложно энергию акустических колебаний, полученных в этой штуке, превратить в холод? Без двигателей и без электричества.
Опять всё ограничивается законом Карно. Это максимальная производительность, которую можно получить только теоретически. А если более конкретно, то всё будет определяться температурными уровнями нагрузки и сброса отработанного тепла. Так как тепло мы сбрасываем примерно при одной и той же температуре (температура на улице), то потребная мощность установки будет зависеть от температуры, до какой мы захолаживаем нагрузку и от теплоты, которую мы отбираем. Если нагрузки не будет, то создать на регенераторе разность температур в 10 градусов можно и сабвуферным динамиком. Если же нужно что-то серьёзнее, то лучше обратиться к аналогам. Хороший двигатель на основе бегущей волны поставляет к нагрузке акустическую энергию с полным КПД трансформации 30% при температуре на горячем конце 700 С. Хорошая криогенная термоакустическая система потребляет акустическую энергию на перекачку тепла от холодной нагрузки при 80 К с эффективностью 5%. Итого, полный КПД термоакустической пары составляет 0.3*0.05=0.015 или 1.5%. Если такой термоакустический холодильник оснастить не термоакустическим, а электрическим линейным компрессором, КПД которых сегодня превышает 80%, то эффективность составит уже 4%. А рекордные установки такого принципа на этом температурном уровне имеют КПД в 2 раза выше. Но термоакустическая пара привлекательна высоким ресурсом.
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Чт Сен 20, 2012 1:25 am

_AM пишет:
Вот пытался примерно (мысленно) развернуть схему для портативной технологии. Не всё продумано, наверное можно потом лучше, но в принципе - где видны грубые ошибки, и как расчитать отвод для настраиваемого поршня?
К сожалению, простого расчёта даже для самой простой схемы не существует. Ведь нужно рассчитать не только основную частоту акустической системы, но и организовать нужное фазирование давления и скорости колебаний в регенераторе. А ещё добавляется уравнение энергии. Но труднее всего описать процессы в регенераторе, поскольку теплопередача очень сильно зависит от его строения. Поэтому для построения простых и не требующих особой конструктивной точности систем используют метод электроакустической аналогии. Акустические схемы в состредоточенных элементах очень похожи на электрические. Они не дают точных количественных оценок, но позволяют качественно понять поведение системы, то есть какой параметр или узел на что влияет. Это позволяет выявить где и как организовать систему настройки и выполнить такую систему с большим диапазоном регулировки.
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Пт Сен 28, 2012 12:33 am

На нашем форуме очень часто встречается один и тот же вопрос: "Как оценить рабочую частоту пробирки с поршнем ?" Действительно, она очень далека от той, что даёт пробирка, как четвертьволновой резонатор. Объяснить это явления не прибегая к формулам невозможно. Поэтому я набросал что-то вроде статьи и разместил здесьhttp://files.mail.ru/7IG80J
Если что-то не ясно - спрашивайте
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  _AM в Пт Сен 28, 2012 3:45 pm

Gennadiy пишет:На нашем форуме очень часто встречается один и тот же вопрос: "Как оценить рабочую частоту пробирки с поршнем ?" Действительно, она очень далека от той, что даёт пробирка, как четвертьволновой резонатор. Объяснить это явления не прибегая к формулам невозможно. Поэтому я набросал что-то вроде статьи и разместил здесьhttp://files.mail.ru/7IG80J
Если что-то не ясно - спрашивайте


Вот такие посетили мысли:
Насколько я понял из формулы 2.10 для снижения частоты нужно увеличивать обьем нагреваемой части и уменьшать сечение поршневой. Амплитуда давления растет при увеличении S и уменьшении V.
Повлиять на инерцию нагрева и охлаждения мы особо не можем, поэтому где то есть оптимум соотношения диаметров пробирки и поршневой трубки при определенной подводимой мощности (нагреве).
Может быть стоит попытаться выполнить более толстой колбу (большим сечением) и с прежним диаметром поршевой трубки. Но длину трубки при этом увеличить пропорционально обьему воздуха в колбе.

_AM

Сообщения : 60
Дата регистрации : 2012-09-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Пт Сен 28, 2012 10:20 pm

_AM пишет:
Вот такие посетили мысли:
Насколько я понял из формулы 2.10 для снижения частоты нужно увеличивать обьем нагреваемой части и уменьшать сечение поршневой. Амплитуда давления растет при увеличении S и уменьшении V.
Повлиять на инерцию нагрева и охлаждения мы особо не можем, поэтому где то есть оптимум соотношения диаметров пробирки и поршневой трубки при определенной подводимой мощности (нагреве).
Может быть стоит попытаться выполнить более толстой колбу (большим сечением) и с прежним диаметром поршевой трубки. Но длину трубки при этом увеличить пропорционально обьему воздуха в колбе.
А, собственно, чего вы этим хотите добиться? Изменить частоту? Если хотите двигать большую массу, то конечно нужно увеличивать объём колбы или пробирки. При увеличении длины пробирки возникает возможность отодвинуть регенератор, то есть увеличить длину буферной трубки. Однако, я намеренно ничего не говорил о двигателе Леманна. Только пробирка с поршнем. Процессы в двигателе Леманна, несмотря на его простоту, гораздо сложнее. Не зря почти за сто лет его существования никто его толком не посчитал.
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  _AM в Сб Сен 29, 2012 12:26 am

Gennadiy пишет:
_AM пишет:
Может быть стоит попытаться выполнить более толстой колбу (большим сечением) и с прежним диаметром поршевой трубки. Но длину трубки при этом увеличить пропорционально обьему воздуха в колбе.
А, собственно, чего вы этим хотите добиться? Изменить частоту?

Я почему то думаю, что при таких размерах мы работаем на гармонике а не на основной частоте резонанса, и не получаем доп мощность. То есть - мех устр. вследствие инерции не совмещаются с более высокими частотами. Им нужны герцы, а на длинной амплитуде (длина пробега поршня) мы всеравно можнм снимать - например числом катушек (много фаз).

Gennadiy пишет:
Если хотите двигать большую массу, то конечно нужно увеличивать объём колбы или пробирки. При увеличении длины пробирки возникает возможность отодвинуть регенератор, то есть увеличить длину буферной трубки.
Да, - точно. Вот только как идти - по схеме ак. резонатора, с нагревом в четверти, или по последней схеме. Не ясно по какому же принципу "оно" работает. Без четверти, нагрев в конце - чистый стирлинг, с рабочим телом-поршнем одновременно.

Gennadiy пишет:
Однако, я намеренно ничего не говорил о двигателе Леманна. Только пробирка с поршнем. Процессы в двигателе Леманна, несмотря на его простоту, гораздо сложнее. Не зря почти за сто лет его существования никто его толком не посчитал.

Ну всё, приплыли - теперь я не знаю - у Игоря модель - Стирлинг, или резонатор Гельмгольца, или Леманн ....

Похож на леманна если в конце трубки греет и на стирлинг, если внутренняя трубка в регенераторе...

_AM

Сообщения : 60
Дата регистрации : 2012-09-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Сб Сен 29, 2012 3:56 pm

_AM пишет:
Ну всё, приплыли - теперь я не знаю - у Игоря модель - Стирлинг, или резонатор Гельмгольца, или Леманн ....

Похож на леманна если в конце трубки греет и на стирлинг, если внутренняя трубка в регенераторе...
Да, всё не просто. Но Вы уж через чур всё усложнили. Двигатель Белецкого - это более оптимизированный двигатель Леманна. Приложите внутреннюю трубку к внешней с другой стороны, то есть разверните коаксиальную схему в линейную, -и вы поймёте, что это то же самое, но вдвое большей длины, другого диаметра и небольшими потерями на разворот потока в глухой части. Преимущества у этой схемы гораздо большие. Что же касается принципа работы таких двигателей, то он состоит и из колебания основного тона (резонатора Гельмгольца) и одной из гармоник высшего тона. Что это за гармоника. и какой энергетический вклад она даёт, можно будет ответить, если снять мгновенную диаграмму скоростей и давлений по длине установки. На сегодняшний день я таких мерительных устройств не знаю.
Что же касается стирлингов, то в общем случае термоакустические машины имеют с ними мало общего. Ну, разве что внешний вид. И первое различие, что сразу бросается в глаза - это смещение газа. В стирленге весь рабочий газ продавливается через регенератор из одной камеры в другую и обратно. В термоакустической системе величина акустического смещения в 4-7 раз меньше длины регенератора. Это условие оптимальной работы.
Если вам будет интересно, то я при случае буду приводить классические примеры термоакустических устройств, которые как-то положительно отметились в технике. Они, конечно, сложнее и дороже в изготовлении, но имеют ощутимый КПД. А в двигателе Леманна КПД более 2% никто не получил. Но он очень интересен и как академическая задача, и как игрушка.
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  _AM в Сб Сен 29, 2012 6:06 pm

Gennadiy пишет:
_AM пишет:
Ну всё, приплыли - теперь я не знаю - у Игоря модель - Стирлинг, или резонатор Гельмгольца, или Леманн ....

Похож на леманна если в конце трубки греет и на стирлинг, если внутренняя трубка в регенераторе...
Да, всё не просто. Но Вы уж через чур всё усложнили. Двигатель Белецкого - это более оптимизированный двигатель Леманна. Приложите внутреннюю трубку к внешней с другой стороны, то есть разверните коаксиальную схему в линейную, -и вы поймёте, что это то же самое, но вдвое большей длины, другого диаметра и небольшими потерями на разворот потока в глухой части. Преимущества у этой схемы гораздо большие.

В стирленге весь рабочий газ продавливается через регенератор из одной камеры в другую и обратно. В термоакустической системе величина акустического смещения в 4-7 раз меньше длины регенератора. Это условие оптимальной работы.
Если вам будет интересно, то я при случае буду приводить классические примеры термоакустических устройств, которые как-то положительно отметились в технике. Они, конечно, сложнее и дороже в изготовлении, но имеют ощутимый КПД. А в двигателе Леманна КПД более 2% никто не получил. Но он очень интересен и как академическая задача, и как игрушка.

Конечно интересно.
Вот этот вариант, исходя из хода поршня (особенно в ненагруженном состоянии) - похож на стирлинг, если брать критерий по обьему перекачиваемого газа - "газ в трубке = газ перед поршнем"



Кроме того, если все светодиоды горят одновременно - то мы имеем чистую електрическую мощность 7 ватт. Это значит механическую поршня около 14 ватт (кпд 50% примем). Тепловую - около 50 ватт, если принять кпд около 30%.

суждение: - 50 ватт вполне соразмерны с теплом который отдает тот маленький кусочек спирта.

"А в двигателе Леманна КПД более 2% никто не получил." - тогда мы видим НЕлеманн.

"Раз не лемманн - то что это?" Вывод - стирлинг. Где я ошибся?

_AM

Сообщения : 60
Дата регистрации : 2012-09-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  _AM в Вс Сен 30, 2012 6:13 am

Конечно чистый стирлинг-генератор с двумя поршнями, как тут (ниже).
Но если рабочее тело (пост выше) работает и как поршень-вытеснитель, то всё может быть...
Конечно эти ребята туда гелия вкачали и веселятся...





а флэшку у них забрать не могу поэтому тут по ссылке видно как оно работает
но на самом деле (плохо показали) там воздушная прозрачность у них между поршнями (отверстия).

_AM

Сообщения : 60
Дата регистрации : 2012-09-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  Gennadiy в Вс Сен 30, 2012 4:40 pm

_AM пишет:
Вот этот вариант, исходя из хода поршня (особенно в ненагруженном состоянии) - похож на стирлинг, если брать критерий по обьему перекачиваемого газа - "газ в трубке = газ перед поршнем"

"Раз не лемманн - то что это?" Вывод - стирлинг. Где я ошибся?
Судя по изображению, амплитуда смещения поршня 1-1.5 см (полный ход не более 3 см) По ходу установки оно убывает до нуля на глухом конце. Если считать смещение убывающим линейно, то в начале регенератора оно не превашает 5 мм, а на конце 0. О каком объёме поршня речь? Длина регенератора сантиметров 5. При чём здесь стирлинг? В регенераторе газ лишь чуть "шевелится"
avatar
Gennadiy

Сообщения : 45
Дата регистрации : 2012-02-15

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

Сообщение  _AM в Вс Сен 30, 2012 4:49 pm

Gennadiy пишет:
_AM пишет:
Вот этот вариант, исходя из хода поршня (особенно в ненагруженном состоянии) - похож на стирлинг, если брать критерий по обьему перекачиваемого газа - "газ в трубке = газ перед поршнем"

"Раз не лемманн - то что это?" Вывод - стирлинг. Где я ошибся?
Судя по изображению, амплитуда смещения поршня 1-1.5 см (полный ход не более 3 см) По ходу установки оно убывает до нуля на глухом конце. Если считать смещение убывающим линейно, то в начале регенератора оно не превашает 5 мм, а на конце 0. О каком объёме поршня речь? Длина регенератора сантиметров 5. При чём здесь стирлинг? В регенераторе газ лишь чуть "шевелится"

Если бы внутри регенератора не стояла дополнительная стекляная трубка соединяющая горячую и холодную части - я бы так и думал. Но получается, что газ из горячей части перекачивается в холодную помимо регенератора. Поэтому мысль о стирлинге.
Хотя.. в той дополнительной трубке должен быть по идее еще и вытеснительный поршень - вставка например из пенопласта с зазором. На изображении этого не видно, к сожалению. Если считать воздух в доп трубке - поршнем, будет ли это стирлинг?

Если считать стирлингом, то другой подход, - доп трубка может работать воздушным диодом, а разница в газе возвращаться через рекуператор.

_AM

Сообщения : 60
Дата регистрации : 2012-09-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Термоакустика, вопросы и ответы

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