Термоакустические модели стирлингов

Бу-бу-бу...

Sogokon'A пишет:

doktorsvet пишет:вроде бы появлялся низкочастотный звук (60-100гц), еле слышимый.

Посмотрел свои записи, трубка длиной 40см будет звучать в диапазоне 180-200 Герц, и очень громко! Чтобы определить предпороговое состояние, нужно хлопнуть в ладоши перед открытым концом, и слушать затухающее эхо из тубки. Если эхо не слышно, то, увы, до звука далеко.

Имеется ввиду с наполнителем регенератором?
А если не очень трудоемко - какого диаметра и длины должна быть трубка для нескольких герц, например 10?
Как по формуле нарисовать график геометрии-частот резонанса?
Вес и материал тоже похоже влияет и участвует, но это пока наверное сложнее.

_AM пишет:какого диаметра и длины должна быть трубка для нескольких герц, например 10?
Как по формуле нарисовать график геометрии-частот резонанса?

Скорость звука равна длине волны звука, деленной на период колебаний, или длине волны, умноженной на частоту колебаний. Берем скорость звука (334м/сек) и делим на частоту (10Гц), получаем длину волны равную 33,4 метра. Трубка с запаянным концом будет звучать на частоте 10Гц, если ее длина будет равна четверти длины волны, итого получаем 33,4/4=8,35 метра.(О трубках с открытыми концами или о трубках Рийке можно прочитать здесь http://canegor.urc.ac.ru/sound/24496727.html )

Таким образом, получаем, что звукового резонанса на частоте10 Гц в пробирке длиной 15см быть не может. Здесь работает другой механизм, но очень похожий на термоакустический, что и послужило причиной для названия двигателя. Может быть, Gennadiy, как-нибудь и расскажет о сходстве и различиях этих механизмов. Он больше книг на эту тему прочитал.

Спасибо, а статья шикарная, выставить бы регулируемую отрицательную ОС, можно руками регулировать обороты терморезонансного стирлинга... ну и вообще, - столько материала сразу не проглотить. Диаметр там получается совсем скромное значение имеет, - чисто мощность, требуемую от источника тепла... . и конструкция нагревателя получается должна быть сложнее.

:-)
Геннадий, или кто в курсе, - я уже представляю себе воздушный (трубопроводный) диод. Вентилятор - усилитель. Можно представить резистор для труб, Значит могут существовать дросель и конденсатор. Куда относить пористый плохотеплопроводный заполнитель... (?).

Вопрос по материалу возникает. Ума не приложу чем заменить стекляную трубку, если увеличить диаметр и длину. Материал должен быть лёгим, термостойким до 500гр., обрабатываемым (сверлить точить), ну и достаточно прочным.
Вот посмотрел Super Isol (Кальциум Силикат). Может его попробовать? характеристики тут:
http://www.kaminplaza.ru/Particles/art_2/
плиты толщиной до 100 мм делают. Или кто видел что то покруче в смысле противоречивых требований?

_AM пишет: Диаметр там получается совсем скромное значение имеет

Да нет, имеет значение. Если d/L больше или много больше 0,1, то такую трубку очень трудно заставить звучать, так как флуктуации газовых потоков теряют "кооперативность действий". Если не хотите лишних хлопот, всегда берите трубку с d/L меньше 0,1.

Спасибо, учту.
Только что применить вместо стекла - для более широкого эксперимента с диаметром - не придумал пока. Надо же не сильно греющееся и достаточно прочное, и кроме того - для простой мех обработки (сверлом например, без токарки, что б попробовать на коленке). Может тот Super Isol добуду. кстати - у нас трубки тепловые не продают, обещал один в октябре склад пересчитать, с комплектами, если будет лишняя - продаст. Но у него "синяя", хотелось "красную". Можно и по инету, - где выгодно их у нас брать?

_AM пишет:у нас трубки тепловые не продают, обещал один в октябре склад пересчитать, с комплектами, если будет лишняя - продаст. Но у него "синяя", хотелось "красную". Можно и по инету, - где выгодно их у нас брать?

Обратите внимание, есть вакуумные трубки, а есть тепловые. Это разные вещи с разными свойствами и функциями. Их можно применять как по отдельности, так и вместе. Вакумные трубки лучше покупать в Одессе
ком. директор Владимир Александрович
м.т. (063) 149-7-222
тел. (048) 784-62-91
www.star-energy.com.ua
65006 г. Одесса ул. Краснослободская 1/6
ООО "Стар Энержи"

Sogokon'A пишет:
www.star-energy.com.ua
65006 г. Одесса ул. Краснослободская 1/6
ООО "Стар Энержи"

Спасибо, я с ними пообщаюсь. А там по выбору есть "балконный" вариант, где трубка не 1,8 м длины, а 0,85 м.
Нужно еще с Вами посоветоваться по узкому вопросу с трубкой - как Вы полагаете, удастся ли, например, спроектировать условно "плоский" френелевый солнечный концентратор околокиловатной мощности с выводом на короткую трубку ? Насолько я понимаю, такая трубка способна отдавать в течении длительного времени мощность без разрушения. С другой стороны (в обоих смыслах) нужно отдать часть дины трубки за зеркало (вывод вниз, на камфорку в тени зеркала, либо стирлинг, где к тому же легче исключить сквознячок....). То есть - сколько примерно реальных мм длины трубки в фокусе нам в таких условиях хватит для 2 м складного диаметра и получить до киловата?

_AM пишет:как Вы полагаете, удастся ли, например, спроектировать условно "плоский" френелевый солнечный концентратор околокиловатной мощности с выводом на короткую трубку ?

Не знаю. Я линзами Френеля не занимался, и не рассматривал их в роли концентраторов солнечного излучения. Купите у Юры Выговского http://www.media-security.ru/frinel/index.htm полметровую линзу Френеля и получите ответы на 99% вопросов. На оставшийся 1% я как нибудь отвечу. И обязательно купите у одесситов короткую трубку. Это тоже снимет 99% вопросов. А с сухим остатком можно и поработать.

Sogokon'A пишет:

_AM пишет:как Вы полагаете, удастся ли, например, спроектировать условно "плоский" френелевый солнечный концентратор околокиловатной мощности с выводом на короткую трубку ?

Не знаю. Я линзами Френеля не занимался, и не рассматривал их в роли концентраторов солнечного излучения. Купите у Юры Выговского http://www.media-security.ru/frinel/index.htm полметровую линзу Френеля и получите ответы на 99% вопросов. На оставшийся 1% я как нибудь отвечу. И обязательно купите у одесситов короткую трубку. Это тоже снимет 99% вопросов. А с сухим остатком можно и поработать.

Покупать френеля небуду по нескольким причинам. Я неправильно выразился, поскольку дилетант в теме.
Я не знаю как назвать конструкцию плоского концентратора -если линзу френеля обратить развернуть углы на 90



Для меня важно что концентратор плоский, легкий (форма пластика на толстом пенопласте например), лежит почти на земле (парусность), и разрезаный пополам скручивается для сборки двумя болтами в пазах. Если часть короткой трубки использовать на 2 м зеркале, для 1 квт как зависит самая высокая часть фокуса... если нужно из 850 мм трубки 200 мм (желательно больше!) отдать во внефокусную зону. Хотел это выяснить раньше покупки короткой трубки.
Вот эту Вашу конструкцию удастся опустить на плоскость?

_AM пишет: Хотел это выяснить раньше покупки короткой трубки.
Вот эту Вашу конструкцию удастся опустить на плоскость?

Если бы это было возможно без ущерба эффективности, я бы уже давно сделал это. Вы правильно заметили, что в кольцевом концентраторе отражающие поверхности перпендикулярны поверхностям в линзе Френеля. Но это не означает, что системы инвариантны к изменению угла: в линзе Френеля свет проходит через среду с показателем преломления большим единицы (как правило, 1,4-1,6), а в концентраторе – точно равным единице. Именно это отличие и приводит к тому, что кольца вынуждены располагаться, не на плоскости. В принципе, есть вариант сделать плоский концентратор, но в этом случае вместо 2м в диаметре придется взять 4 метра. Вряд ли кому-то это понравится.
Концентратор, что на фото, это представитель тупикового направления. Сейчас я делаю более компактные, например, при диаметре 80см толщина равна 24см, при диаметре 170см, толщина 48см.
А трубку купите, она стоит 85грн, но натолкнет Вас на более «дорогие» идеи.

Sogokon'A пишет:

_AM пишет: Хотел это выяснить раньше покупки короткой трубки.
Вот эту Вашу конструкцию удастся опустить на плоскость?

Если бы это было возможно без ущерба эффективности, я бы уже давно сделал это. Вы правильно заметили, что в кольцевом концентраторе отражающие поверхности перпендикулярны поверхностям в линзе Френеля. Но это не означает, что системы инвариантны к изменению угла: в линзе Френеля свет проходит через среду с показателем преломления большим единицы (как правило, 1,4-1,6), а в концентраторе – точно равным единице. Именно это отличие и приводит к тому, что кольца вынуждены располагаться, не на плоскости. В принципе, есть вариант сделать плоский концентратор, но в этом случае вместо 2м в диаметре придется взять 4 метра. Вряд ли кому-то это понравится.
Концентратор, что на фото, это представитель тупикового направления. Сейчас я делаю более компактные, например, при диаметре 80см толщина равна 24см, при диаметре 170см, толщина 48см.
А трубку купите, она стоит 85грн, но натолкнет Вас на более «дорогие» идеи.

Спасибо, понял. Трубку нет смысла покупать пока не созрело сверхудачное схемно-конструктивное решение.
Денег можно потратить и больше, но должна быть конкретная цель выбора элемента под просчитанную конструкцию.
Буду внимательно следить за Вашими разработками. У Вас и так сильные конструкции. Может быть на чем то остановлюсь, а пока - "не созрел". Спасибо еще раз за подсказки, - Ваш опыт уникален, и другим уже легче не совершать ошибок.

"в этом случае вместо 2м в диаметре придется взять 4 метра. Вряд ли кому-то это понравится" - это понравится санционарным наклонным крышам, развернутым к солнцу, за счет снижения количества трубок коллектора (в стандартных решениях), а общая стоимость снижается. Так что предложить конструкцию Вы можете, но схематически (не изготовляя, - под заказ).

здравствуйте! высшие умы обсуждают идей, средние умы обсуждают работу, низшие умы обсуждают людей!
ну так вот уважаемые высшие умы у меня появился вопрос. прочитав все статьи этого форума призадумался а какая температура внутри колбы со свободным поршнем? в разных частях самой колбы. есть такие кто замерял? очень хотелось бы знать. если температура горения спирта равно 900 градусов какова температура горячего воздуха внутри? неужели ни кто не задавался этим вопросом? если рассчитать перепад температуры можно лучше понять работу.

сам отвечу на свой вопрос. вчера нашел колбу объемом 250 мл (наиду колбу как на видео обязательно замерю) что получилось?! температуру внутри колбы при горящем спирте(900гр цельсия) составил приблизительно от 200 до 300 градусов. остальное тепло было рассеяно. воздух внутри колбы нагрелся за 40-60 сек. и это при объеме колбы 250мл. в колбе как на видео скорее всего нагрев будет быстрее и выше (я так думаю.)и у меня возник такой вопрос а что будет если увеличить давление внутри колбы(цилиндра) и как бы это можно реализовать?

да и вот еще что?!все двс работают от высокой температуры и давления! подается в цилиндр топливо, поршень сжимает воздух-подается искра, взрыв, поршень отталкивает происходит рабочий ход.и так далее. а если что то подобное придумать только со стирлингом? может я чего недопонимаю. строго не судите.

тик такт пишет:да и вот еще что?!все двс работают от высокой температуры и давления! подается в цилиндр топливо, поршень сжимает воздух-подается искра, взрыв, поршень отталкивает происходит рабочий ход.и так далее. а если что то подобное придумать только со стирлингом? может я чего недопонимаю. строго не судите.

Все прохдят по этому кругу, - если посмотреть кто что делал. Стирлинги кажутся простыми технологически. Но там каждая деталь для эффективности имеет противоречивые требования. Самоделки не в состоянии удержать гелий и даже водород. При атмосферном даже утекает рабочее тело через шток рабочего цилиндра, например (и воздух). Эффективное охлаждение сложно реализовать, впрочем как и нагрев. Регенератор удачный под конкретную модель и то сложно рассчитать.

Вот поэтому самодельные конструкции отдающие заметную мощность - редкость. Что бы зря не мучатьметалл нужно почитать во что упирался каждый разработчик при проектировании или выполнении узла. Все идеи и разговоры - это нужно, но лучшее доказательство - работающий длительно образец, и с хорошим кпд.

Я вот сейчас задумался над такой конструкцией, и не уверен что вообще будет работать (и просто, и без накачек, с воздухом, от солнца).

Корпус и есть поршень , на пружинах - регенератор, "вытеснителя" условно нет. Что б весь вибрировал, как была у Игоря мысля по ТМГ

_AM пишет:
Я вот сейчас задумался над такой конструкцией, и не уверен что вообще будет работать (и просто, и без накачек, с воздухом, от солнца).
Корпус и есть поршень , на пружинах - регенератор, "вытеснителя" условно нет. Что б весь вибрировал, как была у Игоря мысля по ТМГ

Идея хорошая. Прикрепи к диафрагме индуктор - вот и генератор. Но короткий размер 2а и большой диаметр приведут к огромным тепловым утечкам, а значит к низкому КПД. А нужен большой градиент температур при минимальных перетечках тепла за счёт теплопроводности. Если увеличить высоту, то это будет то же, что у дедушки, но с регенератором. Думаете он глупее? Просто наличие зазора приведёт к тому, что газ не пойдёт через регенератор, пойдёт через щель. Если сильно уменьшить щель, регенератор будет неизбежно тереть по корпусу, что приведёт к снижению и ресурса, и КПД. Где же компромисс? Сможете Вы рассчитать такую конструкцию? В противном случае, это похоже на то, как мыши предложили повесить коту на шею колокольчик

Gennadiy пишет:

_AM пишет:
Я вот сейчас задумался над такой конструкцией, и не уверен что вообще будет работать (и просто, и без накачек, с воздухом, от солнца).
Корпус и есть поршень , на пружинах - регенератор, "вытеснителя" условно нет. Что б весь вибрировал, как была у Игоря мысля по ТМГ

Но короткий размер 2а и большой диаметр приведут к огромным тепловым утечкам, а значит к низкому КПД. А нужен большой градиент температур при минимальных перетечках тепла за счёт теплопроводности.

Нет возражений. Но побороться можно.

Gennadiy пишет:
Если увеличить высоту, то это будет то же, что у дедушки, но с регенератором. Думаете он глупее?

Он не глупее, он повторил конструкцию, она была раньше опубликована. Если конечно он сам и не разработчик...
Геройство что в домашних условиях почти.

Если нет вытеснительного поршня - а у дедушки он есть (внутренний цилиндр гоняет рабочее тело), то это разные конструкции.

Gennadiy пишет:Просто наличие зазора приведёт к тому, что газ не пойдёт через регенератор, пойдёт через щель.

Конечно пойдет. Он и так пойдет через боковые зазоры мимо регенератора.

Если вспомнить пульсар что Игорь сделал, то аналог ситуации - его внутренняя стекляная трубка в регенераторе.

Gennadiy пишет:
Если сильно уменьшить щель, регенератор будет неизбежно тереть по корпусу, что приведёт к снижению и ресурса, и КПД.

Если снизу, - то не тереть а хлопать. В этом смысле узел пульсара предпочтительнее. Хотя, если удастя сделать некий гибрид - вытеснитель -регенератор, и слегка прижимать его к переходу внизу, что б хватило горячему газу его отжимать на каком то пороге.....то ... . - тогда тут теплопроводность регенератора должна быть поменьше и гидравлическое сопротивление побольше. если пытаться сделать гибрид.

Gennadiy пишет:Где же компромисс? Сможете Вы рассчитать такую конструкцию?

Расчитать врятли я смогу (как положено). Надеюсь на технологическую простоту стенда, в котором можно менять начинку, то есть - подбирать эксперементально.

Мысли:
Во первых - верх стекло, под ним с зазором очерненая пластина меди под фокус зеркала-концентратора, неподвижно.
либо ввести туда наконечник тепловой трубки.. ну это всё известно.
Во вторых - камера должна состоять из двух термоизолированых прокладкой по контуру камеры половин, раздел примерно на средине толщины регенератора. Хоть и резина или что там... вокруг 100 градусов держит и проще по конструкции. Остальная часть - охлаждаемая (в воду ёё всю, с сильфоном ... )
В третих - регенератор должен стоять на пружинах, но - без натяга с минимальнейшим зазором.
Небольшой (слабый) натяг вниз ему даст "аж через несколько немагнитных сантиметров" мощный неодимовый магнит-шайба. Максимальный натяг - когда медный (немагнитный и охлаждаемый жидкостью) сильфон втянут (расстояние до металлического регенератора - минимально), минимальный- когда сильфон растянут изнутри рабочим телом (что нас как раз устроит по схеме работы, получается компаратор-клапан давления, бесконтактный).

Gennadiy пишет:
В противном случае, это похоже на то, как мыши предложили повесить коту на шею колокольчик

:-))) Да, это так. Впрочем, - конструирование без основательных инж. расчетов - всегда в 90% вешание колокольчиков. Полно умозрительных схем, которые должны бы заработать - "но"....
Интересно правда, что изредка у кого то и получается. :-)

[img] [/img]

Делал ли кто нибудь ? простите, если тема уже обсуждалась здесь . Нет возможности все прочитать .
Сзади клапан чтобы закачивать газ под давлением . видео таких моделий я не нашел.
Подскажите пожалуйста. если конечно эта идея вообще работа способна.

Шалфей пишет:
Делал ли кто нибудь ? простите, если тема уже обсуждалась здесь . Нет возможности все прочитать .

Лучше бы почитать. Этот тип двигателей не совсем Стирлинг, он только схож по тепловому циклу.
Он ведь не даром называется термоакустическим.

Шалфей пишет:
Сзади клапан чтобы закачивать газ под давлением . видео таких моделий я не нашел.

Поршень как правило притерт, как вы думаете как он поедет себя под действием давления?

Думаю - рванёт.

Max_Win пишет:

Поршень как правило притерт, как вы думаете как он поедет себя под действием давления?

конечно давление надо уровнять....каким нибудь управляемым клапаном в центре поршня , магнитным или даже радиоуправляемым. это впринципи решабельно . работать будет такая схема ?

можно эту проблему и так решить .

Шалфей пишет:
конечно давление надо уровнять....каким нибудь управляемым клапаном в центре поршня , магнитным или даже радиоуправляемым. это впринципи решабельно . работать будет такая схема ?

Если схема чисто теоретическая, то почему ей не работать.
Можно придумать клапан. Сделать подвес для поршня, поставить радиоуправляемый клапан, он же будет уравновешивать давление и позиционировать поршень.
Пересчитать регенератор (он же стек) и резонатор под необходимое давление давление и газ. Схему уравновешивания давления можно взять какую нибудь запатентованную или разработать свою. И все будет работать.
Такие двигатели уже разрабатывались. Например Etalim не так давно разработал такой под гелий.

_AM пишет:
Я вот сейчас задумался над такой конструкцией, и не уверен что вообще будет работать (и просто, и без накачек, с воздухом, от солнца).

Корпус и есть поршень , на пружинах - регенератор, "вытеснителя" условно нет. Что б весь вибрировал, как была у Игоря мысля по ТМГ

Интересная конструкция(я про фото) , если не секрет откуда она у Вас, где её можно глянуть целиком. Я давно хочу сделать нечто подобное, в интернете, например висит ролик, с таким солнечным движком




Самое интересное, что этот двигатель сам запускается. Роль вытеснителя там играет сам регенератор, хотя я не понимаю зачем на такой маленькой модельке он вообще нужен, толком свою функцию он всеравно не выполнит. Но схема вполне работоспособна.

Теперь его сделать для меня не проблема, а дело времени, надеюсь к лету успеть. Он работает по такой же схеме как и ТМГ, я долго мучался но недавно всё же довел его(ТМГ) до работоспособного состояния, это удивительно. Этот тип двигателей на порядок интереснее поршневых. Я бы назвал их терморезонансными.