Низкотемпературные модели стирлингов

Admin_Игорь пишет:
Всё зависит от типа двигателя, например для низкотемпературников сделать более качественный теплосъёмник на порядок проще чем для высокотемпературного стирлинга. Нет смысла говорить о степени затратности, доводить до совершенства можно любую модель, и угробить на это кучу денег - если это для вас как спорт. Я предпочитаю отталкиваться от конкретной задачи, если в её тех условиях требуется внесение сложных конструкционных решений тогда делаем это, а если задача решается и без лишних сложностей то делаем максимально просто и дёшево.

Что совершенству не предела я согласен.
Меня интересует двигатель работающий на перепаде от 100 °C до 20 °C.
Создание модели такого стирлинга в металле с КПД 10% при теоретически возможном потолке в 21% это не простая задача.
С моими навыками и доступными мне инструментами надежды на успешное построение нет.
Я сейчас пытаюсь выяснить могу ли я себе позволить получить в распоряжение никтотемпературник с такой эффективностью.

Admin_Игорь пишет:Хочу ответить Айрату, поскольку он предложил интересную идею с газлифтом, о которой я даже не догадывался, пришлось порыться в литературе
Идея конечно рабочая, действительно таким образом можно поднимать воду с глубины до 200м или около того, так в основном нефть качают, но нужно учесть что для всего этого нужен мощный компрессор, которого у нас из солнечного движка(прямого нагрева) не получится. Поэтому , если нам удастся поднять воду вакуумным насосом,например, с глубины 5-8м, то газлифтом(пуская его мощность в воздушный компрессор) этот насос с большей глубины не поднимет, поскольку у того же газлифта КПД около30%. Для газлифта нужен мощный компрессор, делать который из стирлинга не эффективно, особенно если стирлинг маломощный, типа солнечного от прямых лучей.

Игорь, я по образованию инженер по бурению скважин, и нефтедобычу нам естественно тоже преподавали. Но самое страшное с газлифтом связано именно при бурении: если небольшая пачка газа под пластовым давлением попадает из пласта в буровой раствор, поднимается, при этом расширяясь и выбрасывая выше находящийся буровой раствор. Тем самым противодавление на пласт еще больше снижается, и газ вырывается через устье на поверхность. Малейшая искра и буровая сгорает меньше чем за минуту... Поэтому газлифт нам очень хорошо преподавали...

На самом деле любой насос, создающий вакуум для всасывания имеет меньший КПД, чем 30%. Лично у меня на даче газлифт используется совместно (параллельно) с электронасосом для полива. Уровень воды в скважине на 9-12, водозабор происходит на 17 метрах. Вода имеет много растворенного железа, подавая воздух, железо попадает в осадок, и фильтруется на поверхности фильтром механической очистки. Данная система спокойно работает от ножного автомобильного насоса, для быстрого старта в воздушной линии предусмотрены два клапана. Зимой конечно не используется. Мощность компрессора в соответствующих диаметрах труб влияет только на производительность. КПД зависит от величин глубины подъема воды на поверхность, а также разницой между уровнем воды и водозабором (Столб жидкости в скважине между уровнем и водозабором должен компенсировать вес столба воздушно-водяной смеси, если водозабор слишком низко, требуется избыточное давление). То есть необходим компромисс между давлением (уровень водозабора) и производительностью компрессора (плотность столба смеси). Зная диаметр трубы, пренебрегая весом воздуха все это очень легко рассчитывается.

По сравнению со всеми насосами, создающими вакуум на поверхности газлифт будет иметь иметь максимальный КПД. Кроме того, технически создать давление в пол атмосферы значительно проще, чем вакуум на пол атмосферы (подъем с глубины чуть меньше 5 метров).

Настаиваю, что насос в данном случае выглядит менее предпочтительно:
1. Высокая нагрузка на клапана насоса, их быстрый износ с учетом мех. примесей.
2. Техническая сложность создания вакуума, требуется безупречная герметичность системы
3. Требуется жесткий водозабор, шланги и тонкие трубки просто сплющит.
4. Кавитация (при низком давлении жидкость начинает кипеть, снижая КПД и разрушая материалы)
5. Растворенные газы в любой момент могут создать воздушную пробку.
6. Единственный способ с более менее высоким КДП от поверхностного привода - погружной насос со штанговым приводом с поверхности.

В любом случае у нас мощности не большие, поэтому на большой дебит в любом случае рассчитывать не приходится. Поэтому желательно сделать систему максимально простой и надежной, из более-менее подручных материалов. Если кто-то видит эффективную конструкцию поверхностного насоса, давайте это обсуждать. Конечно, если брать воду с поверхности водоема - это плавучий стирлинг-насос. Теоретически возможно сделать погружной стирлинг-насос, к которому подводиться тепло в виде кипятка с поверхности другим стирлингом... Решений может быть много, я и предлагаю в рамках этого форума специалистам разного профиля проработать "на бумаге" различные концепции. Вопрос стирлингов, это и вопрос генераторов, насосов, систем нагрева поверхности, систем распределения тепла и многое - многое другое.
На мой взгляд, если хотя бы у кучки энтузиастов будут работать системы разумного использования энергии, то у человечества в целом будут хоть какие-то перспективы. Поэтому попытаюсь начать с себя, и если мои знания окажутся кому-нибудь полезными в этом деле, буду просто счастлив

Ещё раз обдумав идею Айрата с газлифтом - полностью соглашаюсь с его выводами. Газлифт действительно очень перспективная система поднятия воды, как только доделаю первую модель солнечного водяного насоса обязательно проверю этот метод. Вакуум действительно на порядок сложнее получить чем создать такое же давление. Ещё раз хочу сказать спасибо Айрату за идею, думаю такими совместными усилиями и можно с минимальными финансовыми затратами выйти на рабочую модель. Ваши знания, Айрат, обязательно окажутся кому-нибудь полезными , надеюсь на Ваши советы и в далнейшем.

Admin_Игорь пишет:...Для газлифта нужен мощный компрессор...

Отнюдь. Конечно, если он есть, то вообще заботица не о чем. Но на самом деле мощность определяется всего лишь перепадом водного столба сантиметров в десять(!!!). Иными словами, чтоб пустить воздух под поверхность. Гораздо важнее стабильность производительности на больших глубинах залегания вод. Эрлифт - штука капризная в длинных магистралях: может всё расстроица.
А вода в трубочке держится на всплывающих пузырьках-поршеньках и давления не оказывает.

Я просто с эрлифтом раньше никогда не сталкивался, скажу больше, впервые о нём(к своему позору ) узнал от Айрата на этом форуме, но потом порылся в интернете и действительно думаю - это может реально сработать. Как только доделаю более крупную модель солнечного низкотемпературника, на испытаниях, обязательно сделаю из него воздушный компрессор, тогда на прктике и проверю. Единственное чего не удалось узнать из интернета это как расчитать диаметр трубки, по которой должны подниматься пузырьки воздуха , захватывая воду. Было бы интересно если бы Айрат выложил фото своей системы, как он говорил работающей от автомобильного насоса, ну или просвятил, нас дремлющих, на счет диаметров трубок, необходимого давления воздуха относительно высоты подъёма ну и т.п.

samorez пишет:

Admin_Игорь пишет:...Для газлифта нужен мощный компрессор...

Отнюдь. Конечно, если он есть, то вообще заботица не о чем. Но на самом деле мощность определяется всего лишь перепадом водного столба сантиметров в десять(!!!). Иными словами, чтоб пустить воздух под поверхность. Гораздо важнее стабильность производительности на больших глубинах залегания вод. Эрлифт - штука капризная в длинных магистралях: может всё расстроица.
А вода в трубочке держится на всплывающих пузырьках-поршеньках и давления не оказывает.

Для малых диаметров трубок и совсем не больших глубинах пузырьки воздуха могут удерживать воду, на больших глубинах и при больших диаметрах труб газ сразу поршень не образует, кроме того на больших диаметрах капилярный эффект не значителен, и воздушно-водная смесь также имеет существенный вес.

Стенки труб также оказывают сопротивление потоку, и если глубина погружения менее расчетной, воздух пойдет в затруб (легче приодолеть 10 см погружения, чем поднимать и проталкивать массу сверху).

Поэтому для "не капризной" работы погружение необходимо достаточное, чтобы удерживать столб воздшно-водной смеси и приодолевать силы трения (параметры зависят от диаметра трубы, расхода воздуха и планируемого дебита по воде). Этим определяется необходимая глубина погружения и давление на компрессоре. То есть необходимая мощность определяется диаметром водозаборной трубы. Чем больше мощность (соотношение расхода и давления)- тем больший диаметр трубы можно использовать и больший дебит получать.

В следствие капиллярного эффекта на мылых диаметрах могут быть проблемы со стабильностью, но они решаемы технически (больший диаметр на всасывании, радиальный ввод воздуха по воронке и др)

Admin_Игорь пишет:Я просто с эрлифтом раньше никогда не сталкивался, скажу больше, впервые о нём(к своему позору ) узнал от Айрата на этом форуме, но потом порылся в интернете и действительно думаю - это может реально сработать. Как только доделаю более крупную модель солнечного низкотемпературника, на испытаниях, обязательно сделаю из него воздушный компрессор, тогда на прктике и проверю. Единственное чего не удалось узнать из интернета это как расчитать диаметр трубки, по которой должны подниматься пузырьки воздуха , захватывая воду. Было бы интересно если бы Айрат выложил фото своей системы, как он говорил работающей от автомобильного насоса, ну или просвятил, нас дремлющих, на счет диаметров трубок, необходимого давления воздуха относительно высоты подъёма ну и т.п.

Сфотографировать сейчас врятли получиться - скважина законсервирована и под снегом, трубки в гараже на даче. Если только насос .
У себя я не заморачивался с расчетами: насос какой есть, при обычном ритме расход по воздуху около 10 литров в минуту при исходном атмосферном давлении (мало), давление на нем явно избыточное (нужно всего 0,7 атм), глубина погружения тоже избыточная (просто у меня перфорация на этой глубине). На воздушке клапан стоит, чтобы в каждый раз не вытеснять 7 метров воды. Система работает не на оптимальном КПД, но там и задачи другие изначально, заодно и физкультура .
Вообще задача многофакторная (решений множество), причем обычно берут исходные данные (глубина подъема, диаметр) и расчитывают требуемое погружение (давление компрессора) и расход. Расход минимальный определяется полным перекрытием воздушным пузырем внутретрубного пространства до уровня воды в скважине (иначе просто пузыри всплывать будут). При этом необходимо учесть, что на глубине в 10 метров объем воздуха в два раза меньше. А дальше нужно уравновесить по закону архимеда давление водо-жидкостной смеси над точко ввода воздуха с давлением столба жидкости от уровня в скважине до этой точки и учесть потери на трение (чем труба меньше и дебит выше, тем они больше).
Трубку нужно подбирать, если известены давление и производительность, и точно знаешь все исходные данные (уровень воды и т.д.).
Появиться время, обязательно всю математику распишу, или даже калькулятор в экселе сделаю. На самом деле сдесь все очень просто и работоспособно, сложности возникают только при оптимизации КПД.

Айрат пишет:...на больших глубинах и при больших диаметрах труб газ сразу поршень не образует, кроме того на больших диаметрах капилярный эффект не значителен, и воздушно-водная смесь также имеет существенный вес...

Эрлифт работает на поверхностном натяжении в жидкости. Эмульсионный принцип не рассматриваю, ибо годен тока на малых уровнях. Высокоподъёмный эрлифт работает по принципу последовательного "размазывания" воды по стенкам трубы каждой порции воды очередным пузырьком. Пузырьки ведь движутся вверх, если только имеюца условия для всплытия. Просто всплывающий пузырёк воду не поднимает, а раздвигает.

Пузырёк в трубе (и имеющий размер не меньше диаметра трубы) тоже должен всплывать. Что он и делает до тех пор, пока не закончится вода над ним. Пока он всплывает, то растягивает воду между собой и трубой в плёнку. Плёнка эта смачивает трубу.Вода как бы прилипает неподвижно на какое-то время к трубе. Если рассматривать первый пузырёк, то после окончания воды над ним мы увидим его смерь и, буквально, мокрое место от него. Следующий за первым пузырьком второй продолжает всплытие в форватере первого. Он до своей кончины соберёт "мокрое место" от первого, продля свою жисть ровно на стока, на скока хватит смочить свою поверхность капельками от упомянутого "мокрого места" предыдущего пузырька. Ясен пень, что при подходе второго пузырька он проскользнёт чуть выше по останкам товарища.

Последующие пузырьки будут по этой схеме прокладывать своим последователям путь всё выше и выше. Таким образом, всплывая каждый в своей частичке воды, как бы подзапирая её над собой, но пропуская по бокам, пузырьки будут двигаца вверх, пока не закончица трубка. Там они один за другим будут лопаца, радуя хозяина освежающими брызгами, сбрасывая свою бренную оболочку в приёмную ёмкость.

Иными словами, с глубоких скважин эрлифтом много не поднять.

Как-то так.

Суперпознавательно!!! Спасибо! Приятно что на форуме появились люди которым не лень всё так подробно описать. Лично у меня появилось желание как можно скорее всё это проверить. Жаль только пока не хочет хорошо работать моя новая модель низкотемпературного стирлинга-насоса, бъюсь уже больше месяца, не всё оказалось так просто с увеличением размера двигателя, но вроде постепенно все решается, надеюсь до нового года получить стабильную работу.

Эрлифт, мне кажеца, любопытен, если воздуха много. Добывать его стирлингом более экзотично, чем практично. Здесь лучше прямое сжатие\расширение воздуха. Как в случае с низкотемпературными системами.

Воду лучше качать электричеством. Вот его и надо делать со стирлингом. Во первых, это практичнее, ибо электричеству найдёца ещё какая нибудь работа, и насосы есть готовые. Во вторых, проще согласовать взаимное расположение стирлинга и водоёма.

И вот предлагаемая система. В основе принцип насоса "Малыш". Вибрационный. До 40м; 200Вт; около 100л\ч. Это круто для халявы. Если его перемотать на напругу поменьше, обеспечить питающую частоту поменьше, да перенастроить клапанную систему, то, сдаёца, на 50Вт можно получить водички поболе эрлифтового на порядок.

samorez пишет:

Айрат пишет:...на больших глубинах и при больших диаметрах труб газ сразу поршень не образует, кроме того на больших диаметрах капилярный эффект не значителен, и воздушно-водная смесь также имеет существенный вес...

Эрлифт работает на поверхностном натяжении в жидкости. Эмульсионный принцип не рассматриваю, ибо годен тока на малых уровнях. Высокоподъёмный эрлифт работает по принципу последовательного "размазывания" воды по стенкам трубы каждой порции воды очередным пузырьком. ...
...
Иными словами, с глубоких скважин эрлифтом много не поднять.

Как-то так.

Газлифтом добывают высоковязкую нефть с глубины 5600 м для примера...
Обычно если на одном кусту (скважины, пробуренные с одной площадки и разведенные по забоям) есть и нефтяные и газовые (с разныъ пластов и глубин), то чтобы попросту давление газа не расходовать его пускают для подъема нефти. Потом в сепараторах на поверхности газ и нефть просто разделяют. Воздух туда кочать нельзя, взрывоопасная смесь образуется
Понятно, что если углубить точку водозабора на 10 см, то чтобы поднять воду на высоту 9,81 метр даже без учета динамических потерь на трение на 1 единицу объема воды потребуется 100 единиц объема воздуха при нормальных условиях! Принцип работы газлифта не противоречит законам физики (сохранения энергии), и основан на динамическом варианте сообщающихся сосудов с разными плотностями (перекачиваемой жидкости и смеси перкачиваемой жидкости с газом), а не на поверхностном натяжении, иначе получился бы вечный двигатель - несколько пузырьков всплывают и перемещают наверх тонны жидкости
КПД вибрационного насоса, если не ошибаюсь, процентов 12%, КПД генератора около 40%, КПД стирлига-атмосферника тоже не высок. Плюс вибронасос имеет ограниченный срок службы, особенно в условиях наличия мех.примисей... Не уверен в эффективности этого решения...

Получать электричество из солнечных низкотемпературников не эфективно, они медлительные и не дают частоту и достаточную мощность для генератора, хоть линейного хоть вращения. Электричество из солнца можно получить только на высокотемпературном стирлинге с большим концентратором, системой слежения, короче очень сложно и дорого в изготовлении для нас, так делают на западе, но там на это кидают милионы. Мы же рассматриваем простую всем доступную систему прямого нагрева солнечными лучами, которую один раз, в начале лета, вынес на солнце и она лежит там всё время, до зимы Сама запускается при нагреве. Её просто никак по другому то и не заиспользуешь, кроме как насос, либо с вакуумным способом поднятия воды, либо эйрлифтом, как предложил Айрат. А уже с какой глубины удастся это осуществить и какова будет производительность, думаю можно будет узнать только на испытаниях. Но всеравно, если солнце то жарит бесплатно, приятно иметь такую систему, пусть и КПД будет не большой.

Айрат пишет:...Газлифтом добывают высоковязкую нефть с глубины 5600 м для примера...
...попросту давление газа не расходовать его пускают для подъема нефти...
...Принцип работы газлифта не противоречит законам физики (сохранения энергии), и основан на динамическом варианте сообщающихся сосудов с разными плотностями (перекачиваемой жидкости и смеси прокачиваемой жидкости с газом)...

Я правильно понял, что вытеснение сжатым газом есть эрлифт? И касательно сосудов. Где один и где другой? Я не оспариваю, имеет место быть эмульсионный подъём, который двухфазный (не электр.) Однако при нём заглубление\подъём считают рабочим при соотношениях всего нескоко единиц.

Но тем не менее мы с вами констатируем, что это очень затратная по воздуху система и она оправдывает себя лишь некоторых частных случаях. Так?
Про остальное позже

samorez пишет:

Айрат пишет:...Газлифтом добывают высоковязкую нефть с глубины 5600 м для примера...
...попросту давление газа не расходовать его пускают для подъема нефти...
...Принцип работы газлифта не противоречит законам физики (сохранения энергии), и основан на динамическом варианте сообщающихся сосудов с разными плотностями (перекачиваемой жидкости и смеси прокачиваемой жидкости с газом)...

Я правильно понял, что вытеснение сжатым газом есть эрлифт? И касательно сосудов. Где один и где другой? Я не оспариваю, имеет место быть эмульсионный подъём, который двухфазный (не электр.) Однако при нём заглубление\подъём считают рабочим при соотношениях всего нескоко единиц.

Но тем не менее мы с вами констатируем, что это очень затратная по воздуху система и она оправдывает себя лишь некоторых частных случаях. Так?
Про остальное позже

Поясняю: происходит именно вытеснение воды воздухом (сжатие его результат давления массы сверху, поэтому воздух при подъеме расширяется и скорость движения потока растет), что вызывает сложность с расчетом потери напора.
Сосуды: Первый сосуд: затрубное пространство от уровня воды (в скважине = в пласте) до точки спуска эксплуатационной трубы в скважину + внутретрубное пространство до точки ввода воздуха. В статике должно достигаться равновесие давления воды от уровня до точки ввода воздуха с давлением газоводяного столба выше зоны ввода газа (при больших глубинах и давлениях - зоны выделения растворенного газа из жидкости, но в быту не актуально). То есть если уровень ввода газа находиться на глубине 10 метров от поверхности, и поднять воду нужно еще на 10 метров, то с некоторыми принебрижениями у словностями расчетов на нужно создать для работы давление примерно 1,2 атмосферы и на каждый литр добытой воды нам понадобиться закачать 1,66 литра воздуха (распределение воздуха считаем равномерным) при нормальных условиях. Чем меньше растояние от уровня до точки ввода воздуха, тем меньшее требуется давление и больший расход.

У альтернативной энергетики есть возможности вообще только в частных случаях. Чтобы работал электрический насос, можно выложить 1500$ на солнечную панель, что позволяет работать насосу от электросети 31600 часов. Правда на ТЭЦ для этого сожгут какое-то количество угля, выбросят в атмосферу сажу и углекислый газ. Для производства солнечных батарей тоже тратят электроэнергию и загрязняют среду...

Достоинства газлифта я уже писал (еще дополню), опишу ограничения и недостатки:
Скважины (водозабоные трубы) должны быть близкими к вертикали, поэтому при использовании шлангов требуется хороший груз внизу
После подъема воды нужно проводить ее дегазацию перед последующей транспортировкой-
нужна емкость рядом (расстояние зависит от ряда причин и обусловлено образованием воздушных пробок) со скважиной, иначе КПД падает.
Для повышения КПД газовый поток на поверхности трудно утилизировать в бытовых условиях, если только обдувать что-нибудь (стирлинг например)

Еще достоинства: нет опасности поражения электрическим током
нет необходимости обслуживать насос
нет необходимости в управляющей электронике, чтобы насос не сгорел при падении уровня.

Но качать из открытого водоема лучше конечно насосом.
При незначительном вакууме (1,5-2 метра) - возможно стирлинг-насосом.
Если рассматривать стирлинг системы как халяву, то лучше и дешевле везде использовать центральное электроснабжение, даже на зарядке сотовых.

Айрат пишет:Поясняю: происходит именно вытеснение воды воздухом (сжатие его результат давления массы сверху, поэтому воздух при подъеме расширяется и скорость движения потока растет), что вызывает сложность с расчетом потери напора...

Ну чтож, понятно. Сдаёца, моя механика процесса работает по-другому. Ну вижу я воду на 7 метрах, пуская пузыри с глубины 10см. Пузырик за пузырьком. Капелька за капелькой...

...КПД вибрационного насоса, если не ошибаюсь, процентов 12%, КПД генератора около 40%, КПД стирлига-атмосферника тоже не высок. Плюс вибронасос имеет ограниченный срок службы, особенно в условиях наличия мех.примисей... Не уверен в эффективности этого решения...

Если и низкий кпд у народных моделей, так от того, что не используют резонанс и прочие техуловки. Хоть и питают их 50 герцами, трясуца же они 100 раз в секунду. А механика на такой резонансной частоте миниатюрна. Другой же нет. Не страшно было бы, но такой насосик не даст "народной" производительности; струю как из крана. Сколько бы не потреблял. Производители на это пойтить не могут. Без массовости нет "народного" потребления и "народной" цены. А при небольших мощностях и наличию электророзетки любители лампочек накаливания и не рассматривают КПД как стоящую характеристику. Снижение же частоты позволяет применять механику более рациональную и простую. Кстати, неработающий Малыш народ разбирает, чешет репу и кидают в дальний угол. Можно разобраца как настроить, а вот как работает знают тока разработчики.

Однако же резонанс в маломощных системах просто спасение, если его можно использовать. Так что насосик, дающий видимую струйку, да мало жрущий вполне возможен.

...Если рассматривать стирлинг системы как халяву, то лучше и дешевле везде использовать центральное электроснабжение, даже на зарядке сотовых.

Это не причина и следствие. Халява не бывает дешевле или дороже. Я согласен, что если надо приобретать энергию, то сразу в нужном виде и по приемлемой цене. Запитывать стирлинги из централизованных магистралей не корректно. А вот с халявой всё по-другому.

Про эрлифт больше не хочу, ибо расход воздуха, который потом "на ветер" меня разочаровал.

Был вопрос по физике процесса газлифта, я и ответил. Навязывать что то кому то у меня желания нет, ДЛЯ ПОДЪЕМА ВОДЫ ИЗ СКВАЖИНЫ решение на мой взгляд одно из самых эффективных для автономных приводов. Для себя зимой хочу на маленьких модельках низкотемпературников потренироваться (заказал у Игоря одну+фильмы). Разобравшись в теории-практике хочу летом создать рабочий вариант компрессора приличной (для низкотемпературника) мощности. Может что дельное и получится.
Вопрос насосов тоже актуальный (у меня сгоревших малышей парочка есть), и если есть реальные методики увеличения КПД за счет оптимизации конструкции, прошу поделиться информацией или ссылочкой - тема актуальная для адаптации к стирлингам.
По поводу реализации если продолжать тему, то скорее нужно ее делать в другой ветке, относящейся генераторам, насосам и т.д.

Admin_Игорь пишет:Обсуждаем постройку моделей низкотемпературных стирлингов, из чего делаем, по каким схемам, делимся достижениями, советуемся.

Игорь, хочу с Вами посоветоваться.
Как я понимаю, мощность двигателя зависит от количества молей газа, участвующего в процессе, то есть в замеряемых значениях от давления.
Тут я вижу большую перспективу имено в магнитной связи. Вы её уже реализовали с вытеснителем, а что если это же реализовать на рабочем поршне (с обратной стороны пневмокомпенсатор, магнит работает на отталкивание)? Ну и пару клапанов для подкачки.
Как я понимаю, иннертность маховика должна возрастать пропорционально давлению.

[quote="Айрат"]

Admin_Игорь пишет:Обсуждаем постройку моделей низкотемпературных стирлингов, из чего делаем, по каким схемам, делимся достижениями, советуемся.

Или сделать симетричный стирлинг с одним магнитным поршнем в свободном режиме и двумя секциями с вытеснителем (возвратно-поступательное движение поршня) и снимать ЭДС с катушки вокруг поршня. То есть это два стирлига на боку с единным поршнем.

Правда не уверен, что технически возможно создать единную зону нагрева и две зоны охлаждения.

Лично я давно уже понял и убедился на практике , что магнитная связь между поршнем и вытеснителем, короче любая магнитная связь которую только можно придумать для работы стирлинга - это самое практичное и идеальное. Мы избавляемся от всяких там штоков и прочих приводов которые отбирают полезную мощность. Лично я вообще даже обхожусь без маховика, свободнопоршневой режим самый практичный. Если у меня получится мой новый образец солнечного стирлинга это будет суперрешение. А с линейным генератором на низкотемпературниках думаю не получится, нет той необходимой частоты, вот хотя бы на термоакустических - другое дело, там можно и больше 1000 в минуту получить. Можно и два вытеснителя с одним поршнем, тоже будет работать, я пробовал, но схема не удобная в плане нагрева, лучше всетаки развернуть нагреваемой частью в одну сторону, короче конструкций стирлингов можно приумать милион, в этом и прелесть

Admin_Игорь пишет:Лично я давно уже понял и убедился на практике , что магнитная связь между поршнем и вытеснителем, короче любая магнитная связь которую только можно придумать для работы стирлинга - это самое практичное и идеальное. Мы избавляемся от всяких там штоков и прочих приводов которые отбирают полезную мощность. Лично я вообще даже обхожусь без маховика, свободнопоршневой режим самый практичный. Если у меня получится мой новый образец солнечного стирлинга это будет суперрешение. А с линейным генератором на низкотемпературниках думаю не получится, нет той необходимой частоты, вот хотя бы на термоакустических - другое дело, там можно и больше 1000 в минуту получить. Можно и два вытеснителя с одним поршнем, тоже будет работать, я пробовал, но схема не удобная в плане нагрева, лучше всетаки развернуть нагреваемой частью в одну сторону, короче конструкций стирлингов можно приумать милион, в этом и прелесть

Игорь, а какое давление в стирлингах вы максимальное применяли? И как реально росла мощность?

Admin_Игорь пишет:Обсуждаем постройку моделей низкотемпературных стирлингов, из чего делаем, по каким схемам, делимся достижениями, советуемся.

Хочу со всеми обсудить еще следующую идею:
Передача тепла в воздухе также передаются через конвекцию.
Допустим для солнечного низкотемпературного стирлига есть некоторая черная поверхность, которая распологается вертикально или под углом градусов в 60. Естественно воздух нагревается по всей (речь о внутренней) поверхности, но наиболее горячий водух поступает наверх. Просто большая площадь нагрева и вытеснителя создаст паразитный объем.Теперь представим, что когда охлажденный воздух вытесняется в зону нагрева, конвекционный канал открыт , холодный воздух уходит вниз конвектора, то есть фактически происходит не нагрев, а замена охлажденного воздуха на горячий с частичным смешиванием и подогревом от поверхности. Перед вытеснением нагретого воздуха паразитный объем каким-то образом механически перекрывается.
Для ускорения естественной конвекции можно помочь механически.
Такой же фокус возможен и для охлаждения.

Возможно, КПД системы и снизится, но мощность то должна возрасти! Для низкотемпературного стирлинга и его практического применения это важно.

Айрат пишет:
Игорь, а какое давление в стирлингах вы максимальное применяли? И как реально росла мощность?

Честно говоря, пока, двление в своих моделях не замерял, но вещь нужная, надо будет этим как нибудь заняться. Думаю гдето в пределах полуатмосферы разность давлений должна быть, для низкотемпературника, но пока не померяю не скажу точно.

Айрат пишет:

Просто большая площадь нагрева и вытеснителя создаст паразитный объем.

Не понял на счет паразитного объёма

Айрат пишет:Теперь представим, что когда охлажденный воздух вытесняется в зону нагрева, конвекционный канал открыт , холодный воздух уходит вниз конвектора, то есть фактически происходит не нагрев, а замена охлажденного воздуха на горячий с частичным смешиванием и подогревом от поверхности.

Т.е. всё прокачивается через какой то канал внизу? Трудно понять пока без схемы, но влюбом случае канал - значит сужение, а значит повысится сопротивление вытеснителю, или как?

Пока не понял за счет чего возрастет мощность, конвекция - довольно медленный процес, а нам ведь нужна скорость...

Айрат пишет:...замена охлажденного воздуха на горячий с частичным смешиванием и подогревом от поверхности. Перед вытеснением нагретого воздуха паразитный объем каким-то образом механически перекрывается...

По-моему это излишне. Достаточно организовать канал для остывшего от стирлинга воздуха с теневой стороны вниз зоны облучения.

Возможно, КПД системы и снизится, но мощность то должна возрасти! Для низкотемпературного стирлинга и его практического применения это важно.

КПД снизица, а вот почему возрастёт мощность? Не принципиально подавать тепло порциями, но погорячее, чем непрерывно, но менее горячее.

Admin_Игорь пишет:

Айрат пишет:

Просто большая площадь нагрева и вытеснителя создаст паразитный объем.

Не понял на счет паразитного объёма

Айрат пишет:Теперь представим, что когда охлажденный воздух вытесняется в зону нагрева, конвекционный канал открыт , холодный воздух уходит вниз конвектора, то есть фактически происходит не нагрев, а замена охлажденного воздуха на горячий с частичным смешиванием и подогревом от поверхности.

Т.е. всё прокачивается через какой то канал внизу? Трудно понять пока без схемы, но влюбом случае канал - значит сужение, а значит повысится сопротивление вытеснителю, или как?

Пока не понял за счет чего возрастет мощность, конвекция - довольно медленный процес, а нам ведь нужна скорость...

Межет непонятно объяснил... Схему накидаю конечно. Прямо на форуме можно рисунки можно размещать, или только ссылки?

Мысль такая:
1. Нам нужен быстрый прогрев воздуха в нагревательной камере и нам нужна разница температур.
2. Если у нас просто большая поверхность нагревателя, то мы сможем нагревать больший объем воздуха, но при этом должны увеличить объем рабочего поршня. Как Вы уже отметели, просто увеличение размеров низкотемпературника на порядок вариант относительно тупиковый. Если оставить рабочий поршень того же размера, то и появляется паразитный объем.
3. По сути нагрев рабочего тела процесс не непрерывный, происходит только часть времени цикла.
4. Я предлагаю нагревать воздух непрерыно в от установленного вертикально нагревателя большой площади, а на этапе цикла, связанного с прогревом воздуха от поверхности, предлагаю делать резкую замену на горячий воздух (частично смешивание).
5. С точки зрения конструкции это два двигателя - один для полезной работы, а задача второго - ускорять нагрев воздуха. Естественная конвекция процесс долгий (точно замечено), поэтому во второй камере также нужен вытеснитель. Альтернативно можете представить себе очень толстое (энергоемкое) основание нагревателя, обдуваемое вентиляторами от внешних приводов для ускорения прогрева объема воздуха.
6. Попробуйте представить себе высокую метраллическую трубу черного цвета, где в жару наверху всегда будет собираться теплый воздух. Забирая его вытеснителем в зону эффективного охлаждения мы понижаем давление в этой области и рабочий порошень совершает возвратное движение. Когда охлажденый воздух возвращается в область трубы, из-за большей плотности он "проваливается", давление горячего воздуха в трубе (если трубу сверху открыть, пойдет естественная тепловая циркуляция, то есть давление выше атмосферного) отправит прошень поступательно. Данная система необязательно даже должна быть герметична в низу. Естествено, КПД низкий (по отношению к площади нагрева), но нам важна мощность привода, а не чистый КПД преобразования солнечной радиации.
7. Предложенная первоночально система герметична, и в связи с тем, что естественные конвекционные потоки не создадут должного давления из-за небольшой высоты системы, "лишний" объем нужно временно изолировать.
8. Основная мысль в идее: непрерывный нагрев рабочего тела, а не дискретный, и что часть энергии от солнечной радиации можно расходовать на увеличение скорости прогрева рабочего тела, если это не сильно усложнит (удорожит) конструкцию и источник энергии бесплатен.

Может, в чем-то критически ошибаюсь и это не работоспособно физически в принципе, а может работоспособно, но уже не стирлнг... Интересно услышать мысли по этому поводу участников форума.