Термоакустические модели стирлингов

Admin_Игорь пишет:

samorez пишет:
С другой стороны, теплопроводящий корпус термоакустика не сможет обеспечить локальное место нагрева. Металл гораздо быстрее стекла прогреется в длину и навредит охлаждению, которое должно быть совсем рядом. Короче, может и вообще работать не будет.

Очень правильно сказано, именно по этому я и ставлю стеклянные пробирки, плюс они не дорогие и красивые.

Сделал пробный термоакустик вместо пробирок использовал два баллончика для газа зажигалок механики нет пошёл по пути жидкопоршневого варианта. Локальный нагрев выдерживается в очень узком диапазоне видимо потому, что металл баллончиков очень тонкий и плохо передаёт тепло в сторону от прогрева. Баллончики спаял вместе в длину.
Хочется сделать не прозрачный движок чтобы было вообще не понятно как и почему он работает.

Народ просьба ногами не пинать сильно не критиковать в связи стем, что поломал руку пока не могу довести до красивого состояния модельку.
Ну а о работоспособности образца можете судить из видео файлика
Осторожно 30 метров весит

http://files.mail.ru/DJYANG Для скачки video

https://www.youtube.com/watch?v=-MU-jw79ePM Для просмотра

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

[img][/img
ИМХО, не совсем удачный вариант конструкции линейного генератора, генератора Фарадея. Нужен вариант статора с ферромагнитным сердечником. Тогда не нужно искать положение рабочей точки - поршень/якорь-магнит будет автоматически устанавливаться напротив статора, расположенного в оптимальном месте и в нужной фазе, после остановки двигателя.
Магнит может располагаться на статоре вместе с обмотками, движется только переключатель магнитного поля:

ИМХО, запускать двигатель можно будет нажав кнопку, разряжая через обмотку статора заряженный конденсатор с буферным аккумулятором. А лучше от схемы с ключевым mosfet транзистором коммутируемым на резонансной частоте этого двигателя.

Вариант линейного генератора на стопке тонких дисковых магнитов разделенных стальными шайбами

http://users.utcluj.ro/~szabol/Papers/IEMDC2007.pdf за сборкой такого генератора

Полностью согласен с A_Brehm по поводу улучшения схемы линейного генератора. У меня была простенькая модель, маломощная, поэтому я ничего более прогрессивного туда и не мог поставить, но при изготовлении серьёзного прототипа нужно делать именно так как и предложил A_Brehm.

А ничего другого и не построить на термоакустике (беспоршневом стирлинге). Всё что мы видели суть работы в режиме холостого хода. При обычной эффективности процентов в 10 такой генератор работать не будет. На большом красивом чертеже не термоакустик, а свободнопоршневик. Вот стройте такой, а потом уж генератор пристраивайте. А в частном случае термоакустика, где вдруг задвигался поршень увидеть прототип - это перебор. Прототипам - прототипное, игрушкам - игрушковое.

Да, есть вопрос. Смотрел на схемы на, на модели, и пришла мысль. Нарисовал модель. И возник вопрос. А вообще будет такой тип работать. Взгляните. Оцените возможность работы. Может пока сам собираюсь , кто-нибудь повторит. Не знаю как по другому рисунок вставить.Рисунок

Работать не будет, поскольку движение поршней не совершает работы, они просто перегоняют один и тотже объём воздуха внутри с места на место, а для работы нужно что бы этот объём менялся

Почему объем не будет меняться. Когда оба движутся навстречу друг другу одновременно. На такте нагрева они максимально внутри. А на охлаждении максимально снаружи (как на рисунке выше). Картинка Работа


Единственное думаю, что нагреватель должен быть большего диаметра чем поршни. Можно так же на основе бета Стерлинга что-то подобное сделать. Вытеснители повесить.

Да , правильно, объём меняется, я не правильно посмотрел соединение поршней, но всё равно схема не работоспособная, воздух в месте прогрева не движется(а в этом весь принцип термоакустика), а значит и давление в двигателе не будет меняться, что будет на поршни давить?

А в обычном он за счет чего движется.

в обычном воздух сжимается и сдвигается из зоны нагрева в регенератор, за счет чего падает давление, а у вас симетричная система.

Просто я думал что при нагреве воздух расширяется и в рекупиратор и выталкивается в поршень. Потом остывает в рекупираторе и в цилиндре. Уменьшается в обьеме. За воздухом идет поршень. И цикл повторяется.
На моем рисунке мыслилось так, нагревается, увеличивается объем, выталкивается воздух в оба охладителя, В цилиндрах охладителя воздух остывает, и уменьшается в обьеме.

А если нагреть весь нагревательный цилиндр от охладителя до охладителя? Точнее до колец.

сейчас смотрел видео где стерлинг с 4-я светодиодами. И подумал, а ведь это резонанс... Если у этого двигателя в ненагретом состоянии поршень толкнуть он будет, скорее всего, колебаться с затуханием. А если нагреть, то колебания воздуха (нагрев - остывание) совпадают с циклами колебания поршня. Если совпадают, работает, если нет то не работает.
К стати, а аккустический этот двигатель потому, что если вынуть поршень, колебания воздуха в цилиндре будут издавать звук.
Видео

Ув. Игорь.
Двигатель действительно термоакустический.
Просто частота колебаний = резонансной частоте системы пробирка-воздух-поршень (объем пробирки, упругость воздуха, масса поршня).
Т.к. резонансная частота этой системы - несколько герц, то мы этого инфразвука не слышим.
А в остальном - акустика и есть - ведь звук - это колебания давления.

Ув. Ghost.
Ваша схема станет работоспособной, если поменять местами холодильники и нагреватель - в смыле два нагревателя на месте холодильников и один широкий холодильник в центре. А между нагревателями и холодильником - обязательно два регенератора (иначе КПД станет микроскопическим и даже на холостом ходу вряд ли заработает).
Недостаток Вашей схемы - усложнение конструкции.
Преимущество - схема оппозитная и идеально балансируется.

Если вносить изменения, самый простой способ это поставить посередине трубки перегородку. И получится 2 обычных термоаккустических. Но надо 2 нагревателя и 2 рекупиратора. Просто думал именно над такой схемой, но она похоже нерабочая. Большое спасибо за ответ Serzsh.

Вот https://www.youtube.com/watch?v=K-4nNgbjrA8 правильная схема для двух термоакустиков, можно из этой схемы выбросить маховик, а на его месте поставить один, общий на два двигателя, цилиндр с одним поршнем, таким образом легко можно сделать полностью герметичный стирлинг, а поршень будет дёргаться как на моём видео. Вот это будет просто идеальная схема. А вообще, этот тип двигателей самый загадочный из всех которые я разбирал и делал, есть ли там акустика? - лично для меня очень большой вопрос , но если и есть то уж в очень малой составляющей. Я долго экспериментировал с этими движками, в том числе и этой зимой, но пока идеальной во всех отношениях модели так и не собрал. Процессы происходящие внутри этого движка столь сложны и зависят от многих параметров, что быстро в этом не разобраться. Вот несколько фото моих последних разработок.



[img][/img]



[img][/img]



[img][/img]



[img][/img]

Serzsh пишет:Ув. Игорь.
Двигатель действительно термоакустический.
Просто частота колебаний = резонансной частоте системы пробирка-воздух-поршень (объем пробирки, упругость воздуха, масса поршня).
Т.к. резонансная частота этой системы - несколько герц, то мы этого инфразвука не слышим.
А в остальном - акустика и есть - ведь звук - это колебания давления.

Скорость звука в воздухе составляет примерно 330 метров/секунду, и определяется по формуле V=(длина волны)/(период колебаний) или V=(длина волны)х(частоту). В экспериментах со звучащей пробиркой частота возникающего звука находится где-то в пределах 1000 герц. Для того, чтобы в системе образовалась положительная обратная связь, т.е., чтобы повышенное давление, возникшее на выходе из пробирки при первичном тепловом возмущении «подстегивалось» волной возмущения распространяющейся вглубь пробирки, необходимо, чтобы длина волны звука была соизмерима с удвоенной длиной пробирки. Как правило, длина пробирок колеблется от 15 до 18 сантиметров. Поделив 33000 сантиметров/сек на 2х15сантиметров получим 1100герц, а на 2х18 – 917герц.

Пусть наш двигатель дает 600 оборотов/минуту. Это соответствует частоте движения поршня 10 герц. Для того, чтобы звук «толкал» поршень длина пробирки должна быть равна 33000/(2х10) = 1650 сантиметров или 16 метров 50 сантиметров!!! А у нас пробирка длиной всего 15 сантиметров и частота движения поршня 10 герц. Таким образом, НИ ЗВУК, НИ ИНФРАЗВУК поршень в нашем работающем двигателе НЕ ТОЛКАЕТ. Здесь работает совершенно другой механизм, не связанный со скоростью распространения звука. Я его называю терморезонансным механизмом. И двигатели подобной конструкции правильнее называть именно терморезонансными.

Колебания давления – это еще не звук. Звук – это распространение колебаний давления.

Roman пишет:Вот для наших целей отличный цилиндр

Чтобы вставлять ссылки нужна регистрация, гости могут только оставить коментарий

В воздухе - действительно резонансная частота определяется размерами резонатора.
В более сложных системах - совокупным резонансом всех частей.
Пример - губная гармошка - по размерам не соответствует частоте издаваемого звука, определяющий фактор - резонансная частота колебаний пластинок, хотя на выходе - все таки звук.

Надеюсь, губную гармошку можно причислить к разряду акустических устройств.
Конечно, термин "терморезонансные" устройства тоже неплохо подходит к данному двигателю, но распространение давления внутри пробирки тяжело назвать не акустикой.
Так что лучше оставить "термоакустические" - меньше путаницы.

Вы попробуйте, Игорь, поставить два оппозитных поршня, как в настоящих свободно поршневых и проблема вибрации сама исчезнет. Правда теперь стирлинг теперь получится Т-образным, так его и назвать - Т-стирлинг!

Помотрите:


И стирлинг и паровик - два в одном, глядишь, что-то интереснее получится, чем сейчас.